bpf: print full verifier states on infinite loop detection
[platform/kernel/linux-rpi.git] / kernel / bpf / verifier.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /* Copyright (c) 2011-2014 PLUMgrid, http://plumgrid.com
3  * Copyright (c) 2016 Facebook
4  * Copyright (c) 2018 Covalent IO, Inc. http://covalent.io
5  */
6 #include <uapi/linux/btf.h>
7 #include <linux/bpf-cgroup.h>
8 #include <linux/kernel.h>
9 #include <linux/types.h>
10 #include <linux/slab.h>
11 #include <linux/bpf.h>
12 #include <linux/btf.h>
13 #include <linux/bpf_verifier.h>
14 #include <linux/filter.h>
15 #include <net/netlink.h>
16 #include <linux/file.h>
17 #include <linux/vmalloc.h>
18 #include <linux/stringify.h>
19 #include <linux/bsearch.h>
20 #include <linux/sort.h>
21 #include <linux/perf_event.h>
22 #include <linux/ctype.h>
23 #include <linux/error-injection.h>
24 #include <linux/bpf_lsm.h>
25 #include <linux/btf_ids.h>
26 #include <linux/poison.h>
27 #include <linux/module.h>
28 #include <linux/cpumask.h>
29 #include <net/xdp.h>
30
31 #include "disasm.h"
32
33 static const struct bpf_verifier_ops * const bpf_verifier_ops[] = {
34 #define BPF_PROG_TYPE(_id, _name, prog_ctx_type, kern_ctx_type) \
35         [_id] = & _name ## _verifier_ops,
36 #define BPF_MAP_TYPE(_id, _ops)
37 #define BPF_LINK_TYPE(_id, _name)
38 #include <linux/bpf_types.h>
39 #undef BPF_PROG_TYPE
40 #undef BPF_MAP_TYPE
41 #undef BPF_LINK_TYPE
42 };
43
44 /* bpf_check() is a static code analyzer that walks eBPF program
45  * instruction by instruction and updates register/stack state.
46  * All paths of conditional branches are analyzed until 'bpf_exit' insn.
47  *
48  * The first pass is depth-first-search to check that the program is a DAG.
49  * It rejects the following programs:
50  * - larger than BPF_MAXINSNS insns
51  * - if loop is present (detected via back-edge)
52  * - unreachable insns exist (shouldn't be a forest. program = one function)
53  * - out of bounds or malformed jumps
54  * The second pass is all possible path descent from the 1st insn.
55  * Since it's analyzing all paths through the program, the length of the
56  * analysis is limited to 64k insn, which may be hit even if total number of
57  * insn is less then 4K, but there are too many branches that change stack/regs.
58  * Number of 'branches to be analyzed' is limited to 1k
59  *
60  * On entry to each instruction, each register has a type, and the instruction
61  * changes the types of the registers depending on instruction semantics.
62  * If instruction is BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_5), then type of R5 is
63  * copied to R1.
64  *
65  * All registers are 64-bit.
66  * R0 - return register
67  * R1-R5 argument passing registers
68  * R6-R9 callee saved registers
69  * R10 - frame pointer read-only
70  *
71  * At the start of BPF program the register R1 contains a pointer to bpf_context
72  * and has type PTR_TO_CTX.
73  *
74  * Verifier tracks arithmetic operations on pointers in case:
75  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_10),
76  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_1, -20),
77  * 1st insn copies R10 (which has FRAME_PTR) type into R1
78  * and 2nd arithmetic instruction is pattern matched to recognize
79  * that it wants to construct a pointer to some element within stack.
80  * So after 2nd insn, the register R1 has type PTR_TO_STACK
81  * (and -20 constant is saved for further stack bounds checking).
82  * Meaning that this reg is a pointer to stack plus known immediate constant.
83  *
84  * Most of the time the registers have SCALAR_VALUE type, which
85  * means the register has some value, but it's not a valid pointer.
86  * (like pointer plus pointer becomes SCALAR_VALUE type)
87  *
88  * When verifier sees load or store instructions the type of base register
89  * can be: PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_CTX, PTR_TO_STACK, PTR_TO_SOCKET. These are
90  * four pointer types recognized by check_mem_access() function.
91  *
92  * PTR_TO_MAP_VALUE means that this register is pointing to 'map element value'
93  * and the range of [ptr, ptr + map's value_size) is accessible.
94  *
95  * registers used to pass values to function calls are checked against
96  * function argument constraints.
97  *
98  * ARG_PTR_TO_MAP_KEY is one of such argument constraints.
99  * It means that the register type passed to this function must be
100  * PTR_TO_STACK and it will be used inside the function as
101  * 'pointer to map element key'
102  *
103  * For example the argument constraints for bpf_map_lookup_elem():
104  *   .ret_type = RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL,
105  *   .arg1_type = ARG_CONST_MAP_PTR,
106  *   .arg2_type = ARG_PTR_TO_MAP_KEY,
107  *
108  * ret_type says that this function returns 'pointer to map elem value or null'
109  * function expects 1st argument to be a const pointer to 'struct bpf_map' and
110  * 2nd argument should be a pointer to stack, which will be used inside
111  * the helper function as a pointer to map element key.
112  *
113  * On the kernel side the helper function looks like:
114  * u64 bpf_map_lookup_elem(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5)
115  * {
116  *    struct bpf_map *map = (struct bpf_map *) (unsigned long) r1;
117  *    void *key = (void *) (unsigned long) r2;
118  *    void *value;
119  *
120  *    here kernel can access 'key' and 'map' pointers safely, knowing that
121  *    [key, key + map->key_size) bytes are valid and were initialized on
122  *    the stack of eBPF program.
123  * }
124  *
125  * Corresponding eBPF program may look like:
126  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, BPF_REG_10),  // after this insn R2 type is FRAME_PTR
127  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_2, -4), // after this insn R2 type is PTR_TO_STACK
128  *    BPF_LD_MAP_FD(BPF_REG_1, map_fd),      // after this insn R1 type is CONST_PTR_TO_MAP
129  *    BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0, BPF_FUNC_map_lookup_elem),
130  * here verifier looks at prototype of map_lookup_elem() and sees:
131  * .arg1_type == ARG_CONST_MAP_PTR and R1->type == CONST_PTR_TO_MAP, which is ok,
132  * Now verifier knows that this map has key of R1->map_ptr->key_size bytes
133  *
134  * Then .arg2_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY and R2->type == PTR_TO_STACK, ok so far,
135  * Now verifier checks that [R2, R2 + map's key_size) are within stack limits
136  * and were initialized prior to this call.
137  * If it's ok, then verifier allows this BPF_CALL insn and looks at
138  * .ret_type which is RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, so it sets
139  * R0->type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL which means bpf_map_lookup_elem() function
140  * returns either pointer to map value or NULL.
141  *
142  * When type PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL passes through 'if (reg != 0) goto +off'
143  * insn, the register holding that pointer in the true branch changes state to
144  * PTR_TO_MAP_VALUE and the same register changes state to CONST_IMM in the false
145  * branch. See check_cond_jmp_op().
146  *
147  * After the call R0 is set to return type of the function and registers R1-R5
148  * are set to NOT_INIT to indicate that they are no longer readable.
149  *
150  * The following reference types represent a potential reference to a kernel
151  * resource which, after first being allocated, must be checked and freed by
152  * the BPF program:
153  * - PTR_TO_SOCKET_OR_NULL, PTR_TO_SOCKET
154  *
155  * When the verifier sees a helper call return a reference type, it allocates a
156  * pointer id for the reference and stores it in the current function state.
157  * Similar to the way that PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL is converted into
158  * PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_SOCKET_OR_NULL becomes PTR_TO_SOCKET when the type
159  * passes through a NULL-check conditional. For the branch wherein the state is
160  * changed to CONST_IMM, the verifier releases the reference.
161  *
162  * For each helper function that allocates a reference, such as
163  * bpf_sk_lookup_tcp(), there is a corresponding release function, such as
164  * bpf_sk_release(). When a reference type passes into the release function,
165  * the verifier also releases the reference. If any unchecked or unreleased
166  * reference remains at the end of the program, the verifier rejects it.
167  */
168
169 /* verifier_state + insn_idx are pushed to stack when branch is encountered */
170 struct bpf_verifier_stack_elem {
171         /* verifer state is 'st'
172          * before processing instruction 'insn_idx'
173          * and after processing instruction 'prev_insn_idx'
174          */
175         struct bpf_verifier_state st;
176         int insn_idx;
177         int prev_insn_idx;
178         struct bpf_verifier_stack_elem *next;
179         /* length of verifier log at the time this state was pushed on stack */
180         u32 log_pos;
181 };
182
183 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ    8192
184 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES     64
185
186 #define BPF_MAP_KEY_POISON      (1ULL << 63)
187 #define BPF_MAP_KEY_SEEN        (1ULL << 62)
188
189 #define BPF_MAP_PTR_UNPRIV      1UL
190 #define BPF_MAP_PTR_POISON      ((void *)((0xeB9FUL << 1) +     \
191                                           POISON_POINTER_DELTA))
192 #define BPF_MAP_PTR(X)          ((struct bpf_map *)((X) & ~BPF_MAP_PTR_UNPRIV))
193
194 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx);
195 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env, int ref_obj_id);
196 static void invalidate_non_owning_refs(struct bpf_verifier_env *env);
197 static bool in_rbtree_lock_required_cb(struct bpf_verifier_env *env);
198 static int ref_set_non_owning(struct bpf_verifier_env *env,
199                               struct bpf_reg_state *reg);
200 static void specialize_kfunc(struct bpf_verifier_env *env,
201                              u32 func_id, u16 offset, unsigned long *addr);
202 static bool is_trusted_reg(const struct bpf_reg_state *reg);
203
204 static bool bpf_map_ptr_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
205 {
206         return BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) == BPF_MAP_PTR_POISON;
207 }
208
209 static bool bpf_map_ptr_unpriv(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
210 {
211         return aux->map_ptr_state & BPF_MAP_PTR_UNPRIV;
212 }
213
214 static void bpf_map_ptr_store(struct bpf_insn_aux_data *aux,
215                               const struct bpf_map *map, bool unpriv)
216 {
217         BUILD_BUG_ON((unsigned long)BPF_MAP_PTR_POISON & BPF_MAP_PTR_UNPRIV);
218         unpriv |= bpf_map_ptr_unpriv(aux);
219         aux->map_ptr_state = (unsigned long)map |
220                              (unpriv ? BPF_MAP_PTR_UNPRIV : 0UL);
221 }
222
223 static bool bpf_map_key_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
224 {
225         return aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_POISON;
226 }
227
228 static bool bpf_map_key_unseen(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
229 {
230         return !(aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_SEEN);
231 }
232
233 static u64 bpf_map_key_immediate(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
234 {
235         return aux->map_key_state & ~(BPF_MAP_KEY_SEEN | BPF_MAP_KEY_POISON);
236 }
237
238 static void bpf_map_key_store(struct bpf_insn_aux_data *aux, u64 state)
239 {
240         bool poisoned = bpf_map_key_poisoned(aux);
241
242         aux->map_key_state = state | BPF_MAP_KEY_SEEN |
243                              (poisoned ? BPF_MAP_KEY_POISON : 0ULL);
244 }
245
246 static bool bpf_helper_call(const struct bpf_insn *insn)
247 {
248         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
249                insn->src_reg == 0;
250 }
251
252 static bool bpf_pseudo_call(const struct bpf_insn *insn)
253 {
254         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
255                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL;
256 }
257
258 static bool bpf_pseudo_kfunc_call(const struct bpf_insn *insn)
259 {
260         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
261                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL;
262 }
263
264 struct bpf_call_arg_meta {
265         struct bpf_map *map_ptr;
266         bool raw_mode;
267         bool pkt_access;
268         u8 release_regno;
269         int regno;
270         int access_size;
271         int mem_size;
272         u64 msize_max_value;
273         int ref_obj_id;
274         int dynptr_id;
275         int map_uid;
276         int func_id;
277         struct btf *btf;
278         u32 btf_id;
279         struct btf *ret_btf;
280         u32 ret_btf_id;
281         u32 subprogno;
282         struct btf_field *kptr_field;
283 };
284
285 struct bpf_kfunc_call_arg_meta {
286         /* In parameters */
287         struct btf *btf;
288         u32 func_id;
289         u32 kfunc_flags;
290         const struct btf_type *func_proto;
291         const char *func_name;
292         /* Out parameters */
293         u32 ref_obj_id;
294         u8 release_regno;
295         bool r0_rdonly;
296         u32 ret_btf_id;
297         u64 r0_size;
298         u32 subprogno;
299         struct {
300                 u64 value;
301                 bool found;
302         } arg_constant;
303
304         /* arg_{btf,btf_id,owning_ref} are used by kfunc-specific handling,
305          * generally to pass info about user-defined local kptr types to later
306          * verification logic
307          *   bpf_obj_drop
308          *     Record the local kptr type to be drop'd
309          *   bpf_refcount_acquire (via KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR arg type)
310          *     Record the local kptr type to be refcount_incr'd and use
311          *     arg_owning_ref to determine whether refcount_acquire should be
312          *     fallible
313          */
314         struct btf *arg_btf;
315         u32 arg_btf_id;
316         bool arg_owning_ref;
317
318         struct {
319                 struct btf_field *field;
320         } arg_list_head;
321         struct {
322                 struct btf_field *field;
323         } arg_rbtree_root;
324         struct {
325                 enum bpf_dynptr_type type;
326                 u32 id;
327                 u32 ref_obj_id;
328         } initialized_dynptr;
329         struct {
330                 u8 spi;
331                 u8 frameno;
332         } iter;
333         u64 mem_size;
334 };
335
336 struct btf *btf_vmlinux;
337
338 static DEFINE_MUTEX(bpf_verifier_lock);
339
340 static const struct bpf_line_info *
341 find_linfo(const struct bpf_verifier_env *env, u32 insn_off)
342 {
343         const struct bpf_line_info *linfo;
344         const struct bpf_prog *prog;
345         u32 i, nr_linfo;
346
347         prog = env->prog;
348         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
349
350         if (!nr_linfo || insn_off >= prog->len)
351                 return NULL;
352
353         linfo = prog->aux->linfo;
354         for (i = 1; i < nr_linfo; i++)
355                 if (insn_off < linfo[i].insn_off)
356                         break;
357
358         return &linfo[i - 1];
359 }
360
361 __printf(2, 3) static void verbose(void *private_data, const char *fmt, ...)
362 {
363         struct bpf_verifier_env *env = private_data;
364         va_list args;
365
366         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
367                 return;
368
369         va_start(args, fmt);
370         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
371         va_end(args);
372 }
373
374 static const char *ltrim(const char *s)
375 {
376         while (isspace(*s))
377                 s++;
378
379         return s;
380 }
381
382 __printf(3, 4) static void verbose_linfo(struct bpf_verifier_env *env,
383                                          u32 insn_off,
384                                          const char *prefix_fmt, ...)
385 {
386         const struct bpf_line_info *linfo;
387
388         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
389                 return;
390
391         linfo = find_linfo(env, insn_off);
392         if (!linfo || linfo == env->prev_linfo)
393                 return;
394
395         if (prefix_fmt) {
396                 va_list args;
397
398                 va_start(args, prefix_fmt);
399                 bpf_verifier_vlog(&env->log, prefix_fmt, args);
400                 va_end(args);
401         }
402
403         verbose(env, "%s\n",
404                 ltrim(btf_name_by_offset(env->prog->aux->btf,
405                                          linfo->line_off)));
406
407         env->prev_linfo = linfo;
408 }
409
410 static void verbose_invalid_scalar(struct bpf_verifier_env *env,
411                                    struct bpf_reg_state *reg,
412                                    struct tnum *range, const char *ctx,
413                                    const char *reg_name)
414 {
415         char tn_buf[48];
416
417         verbose(env, "At %s the register %s ", ctx, reg_name);
418         if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
419                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
420                 verbose(env, "has value %s", tn_buf);
421         } else {
422                 verbose(env, "has unknown scalar value");
423         }
424         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), *range);
425         verbose(env, " should have been in %s\n", tn_buf);
426 }
427
428 static bool type_is_pkt_pointer(enum bpf_reg_type type)
429 {
430         type = base_type(type);
431         return type == PTR_TO_PACKET ||
432                type == PTR_TO_PACKET_META;
433 }
434
435 static bool type_is_sk_pointer(enum bpf_reg_type type)
436 {
437         return type == PTR_TO_SOCKET ||
438                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
439                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
440                 type == PTR_TO_XDP_SOCK;
441 }
442
443 static bool type_may_be_null(u32 type)
444 {
445         return type & PTR_MAYBE_NULL;
446 }
447
448 static bool reg_not_null(const struct bpf_reg_state *reg)
449 {
450         enum bpf_reg_type type;
451
452         type = reg->type;
453         if (type_may_be_null(type))
454                 return false;
455
456         type = base_type(type);
457         return type == PTR_TO_SOCKET ||
458                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
459                 type == PTR_TO_MAP_VALUE ||
460                 type == PTR_TO_MAP_KEY ||
461                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
462                 (type == PTR_TO_BTF_ID && is_trusted_reg(reg)) ||
463                 type == PTR_TO_MEM;
464 }
465
466 static bool type_is_ptr_alloc_obj(u32 type)
467 {
468         return base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID && type_flag(type) & MEM_ALLOC;
469 }
470
471 static bool type_is_non_owning_ref(u32 type)
472 {
473         return type_is_ptr_alloc_obj(type) && type_flag(type) & NON_OWN_REF;
474 }
475
476 static struct btf_record *reg_btf_record(const struct bpf_reg_state *reg)
477 {
478         struct btf_record *rec = NULL;
479         struct btf_struct_meta *meta;
480
481         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
482                 rec = reg->map_ptr->record;
483         } else if (type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
484                 meta = btf_find_struct_meta(reg->btf, reg->btf_id);
485                 if (meta)
486                         rec = meta->record;
487         }
488         return rec;
489 }
490
491 static bool subprog_is_global(const struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
492 {
493         struct bpf_func_info_aux *aux = env->prog->aux->func_info_aux;
494
495         return aux && aux[subprog].linkage == BTF_FUNC_GLOBAL;
496 }
497
498 static bool reg_may_point_to_spin_lock(const struct bpf_reg_state *reg)
499 {
500         return btf_record_has_field(reg_btf_record(reg), BPF_SPIN_LOCK);
501 }
502
503 static bool type_is_rdonly_mem(u32 type)
504 {
505         return type & MEM_RDONLY;
506 }
507
508 static bool is_acquire_function(enum bpf_func_id func_id,
509                                 const struct bpf_map *map)
510 {
511         enum bpf_map_type map_type = map ? map->map_type : BPF_MAP_TYPE_UNSPEC;
512
513         if (func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
514             func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
515             func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
516             func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve ||
517             func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg)
518                 return true;
519
520         if (func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
521             (map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
522              map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH))
523                 return true;
524
525         return false;
526 }
527
528 static bool is_ptr_cast_function(enum bpf_func_id func_id)
529 {
530         return func_id == BPF_FUNC_tcp_sock ||
531                 func_id == BPF_FUNC_sk_fullsock ||
532                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_sock ||
533                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp6_sock ||
534                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_udp6_sock ||
535                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_mptcp_sock ||
536                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_timewait_sock ||
537                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_request_sock;
538 }
539
540 static bool is_dynptr_ref_function(enum bpf_func_id func_id)
541 {
542         return func_id == BPF_FUNC_dynptr_data;
543 }
544
545 static bool is_callback_calling_kfunc(u32 btf_id);
546
547 static bool is_callback_calling_function(enum bpf_func_id func_id)
548 {
549         return func_id == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
550                func_id == BPF_FUNC_timer_set_callback ||
551                func_id == BPF_FUNC_find_vma ||
552                func_id == BPF_FUNC_loop ||
553                func_id == BPF_FUNC_user_ringbuf_drain;
554 }
555
556 static bool is_async_callback_calling_function(enum bpf_func_id func_id)
557 {
558         return func_id == BPF_FUNC_timer_set_callback;
559 }
560
561 static bool is_storage_get_function(enum bpf_func_id func_id)
562 {
563         return func_id == BPF_FUNC_sk_storage_get ||
564                func_id == BPF_FUNC_inode_storage_get ||
565                func_id == BPF_FUNC_task_storage_get ||
566                func_id == BPF_FUNC_cgrp_storage_get;
567 }
568
569 static bool helper_multiple_ref_obj_use(enum bpf_func_id func_id,
570                                         const struct bpf_map *map)
571 {
572         int ref_obj_uses = 0;
573
574         if (is_ptr_cast_function(func_id))
575                 ref_obj_uses++;
576         if (is_acquire_function(func_id, map))
577                 ref_obj_uses++;
578         if (is_dynptr_ref_function(func_id))
579                 ref_obj_uses++;
580
581         return ref_obj_uses > 1;
582 }
583
584 static bool is_cmpxchg_insn(const struct bpf_insn *insn)
585 {
586         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX &&
587                BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
588                insn->imm == BPF_CMPXCHG;
589 }
590
591 /* string representation of 'enum bpf_reg_type'
592  *
593  * Note that reg_type_str() can not appear more than once in a single verbose()
594  * statement.
595  */
596 static const char *reg_type_str(struct bpf_verifier_env *env,
597                                 enum bpf_reg_type type)
598 {
599         char postfix[16] = {0}, prefix[64] = {0};
600         static const char * const str[] = {
601                 [NOT_INIT]              = "?",
602                 [SCALAR_VALUE]          = "scalar",
603                 [PTR_TO_CTX]            = "ctx",
604                 [CONST_PTR_TO_MAP]      = "map_ptr",
605                 [PTR_TO_MAP_VALUE]      = "map_value",
606                 [PTR_TO_STACK]          = "fp",
607                 [PTR_TO_PACKET]         = "pkt",
608                 [PTR_TO_PACKET_META]    = "pkt_meta",
609                 [PTR_TO_PACKET_END]     = "pkt_end",
610                 [PTR_TO_FLOW_KEYS]      = "flow_keys",
611                 [PTR_TO_SOCKET]         = "sock",
612                 [PTR_TO_SOCK_COMMON]    = "sock_common",
613                 [PTR_TO_TCP_SOCK]       = "tcp_sock",
614                 [PTR_TO_TP_BUFFER]      = "tp_buffer",
615                 [PTR_TO_XDP_SOCK]       = "xdp_sock",
616                 [PTR_TO_BTF_ID]         = "ptr_",
617                 [PTR_TO_MEM]            = "mem",
618                 [PTR_TO_BUF]            = "buf",
619                 [PTR_TO_FUNC]           = "func",
620                 [PTR_TO_MAP_KEY]        = "map_key",
621                 [CONST_PTR_TO_DYNPTR]   = "dynptr_ptr",
622         };
623
624         if (type & PTR_MAYBE_NULL) {
625                 if (base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID)
626                         strncpy(postfix, "or_null_", 16);
627                 else
628                         strncpy(postfix, "_or_null", 16);
629         }
630
631         snprintf(prefix, sizeof(prefix), "%s%s%s%s%s%s%s",
632                  type & MEM_RDONLY ? "rdonly_" : "",
633                  type & MEM_RINGBUF ? "ringbuf_" : "",
634                  type & MEM_USER ? "user_" : "",
635                  type & MEM_PERCPU ? "percpu_" : "",
636                  type & MEM_RCU ? "rcu_" : "",
637                  type & PTR_UNTRUSTED ? "untrusted_" : "",
638                  type & PTR_TRUSTED ? "trusted_" : ""
639         );
640
641         snprintf(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, "%s%s%s",
642                  prefix, str[base_type(type)], postfix);
643         return env->tmp_str_buf;
644 }
645
646 static char slot_type_char[] = {
647         [STACK_INVALID] = '?',
648         [STACK_SPILL]   = 'r',
649         [STACK_MISC]    = 'm',
650         [STACK_ZERO]    = '0',
651         [STACK_DYNPTR]  = 'd',
652         [STACK_ITER]    = 'i',
653 };
654
655 static void print_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
656                            enum bpf_reg_liveness live)
657 {
658         if (live & (REG_LIVE_READ | REG_LIVE_WRITTEN | REG_LIVE_DONE))
659             verbose(env, "_");
660         if (live & REG_LIVE_READ)
661                 verbose(env, "r");
662         if (live & REG_LIVE_WRITTEN)
663                 verbose(env, "w");
664         if (live & REG_LIVE_DONE)
665                 verbose(env, "D");
666 }
667
668 static int __get_spi(s32 off)
669 {
670         return (-off - 1) / BPF_REG_SIZE;
671 }
672
673 static struct bpf_func_state *func(struct bpf_verifier_env *env,
674                                    const struct bpf_reg_state *reg)
675 {
676         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
677
678         return cur->frame[reg->frameno];
679 }
680
681 static bool is_spi_bounds_valid(struct bpf_func_state *state, int spi, int nr_slots)
682 {
683        int allocated_slots = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
684
685        /* We need to check that slots between [spi - nr_slots + 1, spi] are
686         * within [0, allocated_stack).
687         *
688         * Please note that the spi grows downwards. For example, a dynptr
689         * takes the size of two stack slots; the first slot will be at
690         * spi and the second slot will be at spi - 1.
691         */
692        return spi - nr_slots + 1 >= 0 && spi < allocated_slots;
693 }
694
695 static int stack_slot_obj_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
696                                   const char *obj_kind, int nr_slots)
697 {
698         int off, spi;
699
700         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
701                 verbose(env, "%s has to be at a constant offset\n", obj_kind);
702                 return -EINVAL;
703         }
704
705         off = reg->off + reg->var_off.value;
706         if (off % BPF_REG_SIZE) {
707                 verbose(env, "cannot pass in %s at an offset=%d\n", obj_kind, off);
708                 return -EINVAL;
709         }
710
711         spi = __get_spi(off);
712         if (spi + 1 < nr_slots) {
713                 verbose(env, "cannot pass in %s at an offset=%d\n", obj_kind, off);
714                 return -EINVAL;
715         }
716
717         if (!is_spi_bounds_valid(func(env, reg), spi, nr_slots))
718                 return -ERANGE;
719         return spi;
720 }
721
722 static int dynptr_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
723 {
724         return stack_slot_obj_get_spi(env, reg, "dynptr", BPF_DYNPTR_NR_SLOTS);
725 }
726
727 static int iter_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
728 {
729         return stack_slot_obj_get_spi(env, reg, "iter", nr_slots);
730 }
731
732 static const char *btf_type_name(const struct btf *btf, u32 id)
733 {
734         return btf_name_by_offset(btf, btf_type_by_id(btf, id)->name_off);
735 }
736
737 static const char *dynptr_type_str(enum bpf_dynptr_type type)
738 {
739         switch (type) {
740         case BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL:
741                 return "local";
742         case BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
743                 return "ringbuf";
744         case BPF_DYNPTR_TYPE_SKB:
745                 return "skb";
746         case BPF_DYNPTR_TYPE_XDP:
747                 return "xdp";
748         case BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID:
749                 return "<invalid>";
750         default:
751                 WARN_ONCE(1, "unknown dynptr type %d\n", type);
752                 return "<unknown>";
753         }
754 }
755
756 static const char *iter_type_str(const struct btf *btf, u32 btf_id)
757 {
758         if (!btf || btf_id == 0)
759                 return "<invalid>";
760
761         /* we already validated that type is valid and has conforming name */
762         return btf_type_name(btf, btf_id) + sizeof(ITER_PREFIX) - 1;
763 }
764
765 static const char *iter_state_str(enum bpf_iter_state state)
766 {
767         switch (state) {
768         case BPF_ITER_STATE_ACTIVE:
769                 return "active";
770         case BPF_ITER_STATE_DRAINED:
771                 return "drained";
772         case BPF_ITER_STATE_INVALID:
773                 return "<invalid>";
774         default:
775                 WARN_ONCE(1, "unknown iter state %d\n", state);
776                 return "<unknown>";
777         }
778 }
779
780 static void mark_reg_scratched(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno)
781 {
782         env->scratched_regs |= 1U << regno;
783 }
784
785 static void mark_stack_slot_scratched(struct bpf_verifier_env *env, u32 spi)
786 {
787         env->scratched_stack_slots |= 1ULL << spi;
788 }
789
790 static bool reg_scratched(const struct bpf_verifier_env *env, u32 regno)
791 {
792         return (env->scratched_regs >> regno) & 1;
793 }
794
795 static bool stack_slot_scratched(const struct bpf_verifier_env *env, u64 regno)
796 {
797         return (env->scratched_stack_slots >> regno) & 1;
798 }
799
800 static bool verifier_state_scratched(const struct bpf_verifier_env *env)
801 {
802         return env->scratched_regs || env->scratched_stack_slots;
803 }
804
805 static void mark_verifier_state_clean(struct bpf_verifier_env *env)
806 {
807         env->scratched_regs = 0U;
808         env->scratched_stack_slots = 0ULL;
809 }
810
811 /* Used for printing the entire verifier state. */
812 static void mark_verifier_state_scratched(struct bpf_verifier_env *env)
813 {
814         env->scratched_regs = ~0U;
815         env->scratched_stack_slots = ~0ULL;
816 }
817
818 static enum bpf_dynptr_type arg_to_dynptr_type(enum bpf_arg_type arg_type)
819 {
820         switch (arg_type & DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK) {
821         case DYNPTR_TYPE_LOCAL:
822                 return BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL;
823         case DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
824                 return BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
825         case DYNPTR_TYPE_SKB:
826                 return BPF_DYNPTR_TYPE_SKB;
827         case DYNPTR_TYPE_XDP:
828                 return BPF_DYNPTR_TYPE_XDP;
829         default:
830                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
831         }
832 }
833
834 static enum bpf_type_flag get_dynptr_type_flag(enum bpf_dynptr_type type)
835 {
836         switch (type) {
837         case BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL:
838                 return DYNPTR_TYPE_LOCAL;
839         case BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
840                 return DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
841         case BPF_DYNPTR_TYPE_SKB:
842                 return DYNPTR_TYPE_SKB;
843         case BPF_DYNPTR_TYPE_XDP:
844                 return DYNPTR_TYPE_XDP;
845         default:
846                 return 0;
847         }
848 }
849
850 static bool dynptr_type_refcounted(enum bpf_dynptr_type type)
851 {
852         return type == BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
853 }
854
855 static void __mark_dynptr_reg(struct bpf_reg_state *reg,
856                               enum bpf_dynptr_type type,
857                               bool first_slot, int dynptr_id);
858
859 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
860                                 struct bpf_reg_state *reg);
861
862 static void mark_dynptr_stack_regs(struct bpf_verifier_env *env,
863                                    struct bpf_reg_state *sreg1,
864                                    struct bpf_reg_state *sreg2,
865                                    enum bpf_dynptr_type type)
866 {
867         int id = ++env->id_gen;
868
869         __mark_dynptr_reg(sreg1, type, true, id);
870         __mark_dynptr_reg(sreg2, type, false, id);
871 }
872
873 static void mark_dynptr_cb_reg(struct bpf_verifier_env *env,
874                                struct bpf_reg_state *reg,
875                                enum bpf_dynptr_type type)
876 {
877         __mark_dynptr_reg(reg, type, true, ++env->id_gen);
878 }
879
880 static int destroy_if_dynptr_stack_slot(struct bpf_verifier_env *env,
881                                         struct bpf_func_state *state, int spi);
882
883 static int mark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
884                                    enum bpf_arg_type arg_type, int insn_idx, int clone_ref_obj_id)
885 {
886         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
887         enum bpf_dynptr_type type;
888         int spi, i, err;
889
890         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
891         if (spi < 0)
892                 return spi;
893
894         /* We cannot assume both spi and spi - 1 belong to the same dynptr,
895          * hence we need to call destroy_if_dynptr_stack_slot twice for both,
896          * to ensure that for the following example:
897          *      [d1][d1][d2][d2]
898          * spi    3   2   1   0
899          * So marking spi = 2 should lead to destruction of both d1 and d2. In
900          * case they do belong to same dynptr, second call won't see slot_type
901          * as STACK_DYNPTR and will simply skip destruction.
902          */
903         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
904         if (err)
905                 return err;
906         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi - 1);
907         if (err)
908                 return err;
909
910         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
911                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
912                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
913         }
914
915         type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
916         if (type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
917                 return -EINVAL;
918
919         mark_dynptr_stack_regs(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
920                                &state->stack[spi - 1].spilled_ptr, type);
921
922         if (dynptr_type_refcounted(type)) {
923                 /* The id is used to track proper releasing */
924                 int id;
925
926                 if (clone_ref_obj_id)
927                         id = clone_ref_obj_id;
928                 else
929                         id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
930
931                 if (id < 0)
932                         return id;
933
934                 state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id = id;
935                 state->stack[spi - 1].spilled_ptr.ref_obj_id = id;
936         }
937
938         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
939         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
940
941         return 0;
942 }
943
944 static void invalidate_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *state, int spi)
945 {
946         int i;
947
948         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
949                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_INVALID;
950                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_INVALID;
951         }
952
953         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
954         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr);
955
956         /* Why do we need to set REG_LIVE_WRITTEN for STACK_INVALID slot?
957          *
958          * While we don't allow reading STACK_INVALID, it is still possible to
959          * do <8 byte writes marking some but not all slots as STACK_MISC. Then,
960          * helpers or insns can do partial read of that part without failing,
961          * but check_stack_range_initialized, check_stack_read_var_off, and
962          * check_stack_read_fixed_off will do mark_reg_read for all 8-bytes of
963          * the slot conservatively. Hence we need to prevent those liveness
964          * marking walks.
965          *
966          * This was not a problem before because STACK_INVALID is only set by
967          * default (where the default reg state has its reg->parent as NULL), or
968          * in clean_live_states after REG_LIVE_DONE (at which point
969          * mark_reg_read won't walk reg->parent chain), but not randomly during
970          * verifier state exploration (like we did above). Hence, for our case
971          * parentage chain will still be live (i.e. reg->parent may be
972          * non-NULL), while earlier reg->parent was NULL, so we need
973          * REG_LIVE_WRITTEN to screen off read marker propagation when it is
974          * done later on reads or by mark_dynptr_read as well to unnecessary
975          * mark registers in verifier state.
976          */
977         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
978         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
979 }
980
981 static int unmark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
982 {
983         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
984         int spi, ref_obj_id, i;
985
986         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
987         if (spi < 0)
988                 return spi;
989
990         if (!dynptr_type_refcounted(state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type)) {
991                 invalidate_dynptr(env, state, spi);
992                 return 0;
993         }
994
995         ref_obj_id = state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
996
997         /* If the dynptr has a ref_obj_id, then we need to invalidate
998          * two things:
999          *
1000          * 1) Any dynptrs with a matching ref_obj_id (clones)
1001          * 2) Any slices derived from this dynptr.
1002          */
1003
1004         /* Invalidate any slices associated with this dynptr */
1005         WARN_ON_ONCE(release_reference(env, ref_obj_id));
1006
1007         /* Invalidate any dynptr clones */
1008         for (i = 1; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
1009                 if (state->stack[i].spilled_ptr.ref_obj_id != ref_obj_id)
1010                         continue;
1011
1012                 /* it should always be the case that if the ref obj id
1013                  * matches then the stack slot also belongs to a
1014                  * dynptr
1015                  */
1016                 if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_DYNPTR) {
1017                         verbose(env, "verifier internal error: misconfigured ref_obj_id\n");
1018                         return -EFAULT;
1019                 }
1020                 if (state->stack[i].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
1021                         invalidate_dynptr(env, state, i);
1022         }
1023
1024         return 0;
1025 }
1026
1027 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
1028                                struct bpf_reg_state *reg);
1029
1030 static void mark_reg_invalid(const struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
1031 {
1032         if (!env->allow_ptr_leaks)
1033                 __mark_reg_not_init(env, reg);
1034         else
1035                 __mark_reg_unknown(env, reg);
1036 }
1037
1038 static int destroy_if_dynptr_stack_slot(struct bpf_verifier_env *env,
1039                                         struct bpf_func_state *state, int spi)
1040 {
1041         struct bpf_func_state *fstate;
1042         struct bpf_reg_state *dreg;
1043         int i, dynptr_id;
1044
1045         /* We always ensure that STACK_DYNPTR is never set partially,
1046          * hence just checking for slot_type[0] is enough. This is
1047          * different for STACK_SPILL, where it may be only set for
1048          * 1 byte, so code has to use is_spilled_reg.
1049          */
1050         if (state->stack[spi].slot_type[0] != STACK_DYNPTR)
1051                 return 0;
1052
1053         /* Reposition spi to first slot */
1054         if (!state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
1055                 spi = spi + 1;
1056
1057         if (dynptr_type_refcounted(state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type)) {
1058                 verbose(env, "cannot overwrite referenced dynptr\n");
1059                 return -EINVAL;
1060         }
1061
1062         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
1063         mark_stack_slot_scratched(env, spi - 1);
1064
1065         /* Writing partially to one dynptr stack slot destroys both. */
1066         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
1067                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_INVALID;
1068                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_INVALID;
1069         }
1070
1071         dynptr_id = state->stack[spi].spilled_ptr.id;
1072         /* Invalidate any slices associated with this dynptr */
1073         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, fstate, dreg, ({
1074                 /* Dynptr slices are only PTR_TO_MEM_OR_NULL and PTR_TO_MEM */
1075                 if (dreg->type != (PTR_TO_MEM | PTR_MAYBE_NULL) && dreg->type != PTR_TO_MEM)
1076                         continue;
1077                 if (dreg->dynptr_id == dynptr_id)
1078                         mark_reg_invalid(env, dreg);
1079         }));
1080
1081         /* Do not release reference state, we are destroying dynptr on stack,
1082          * not using some helper to release it. Just reset register.
1083          */
1084         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
1085         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr);
1086
1087         /* Same reason as unmark_stack_slots_dynptr above */
1088         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1089         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1090
1091         return 0;
1092 }
1093
1094 static bool is_dynptr_reg_valid_uninit(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
1095 {
1096         int spi;
1097
1098         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
1099                 return false;
1100
1101         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
1102
1103         /* -ERANGE (i.e. spi not falling into allocated stack slots) isn't an
1104          * error because this just means the stack state hasn't been updated yet.
1105          * We will do check_mem_access to check and update stack bounds later.
1106          */
1107         if (spi < 0 && spi != -ERANGE)
1108                 return false;
1109
1110         /* We don't need to check if the stack slots are marked by previous
1111          * dynptr initializations because we allow overwriting existing unreferenced
1112          * STACK_DYNPTR slots, see mark_stack_slots_dynptr which calls
1113          * destroy_if_dynptr_stack_slot to ensure dynptr objects at the slots we are
1114          * touching are completely destructed before we reinitialize them for a new
1115          * one. For referenced ones, destroy_if_dynptr_stack_slot returns an error early
1116          * instead of delaying it until the end where the user will get "Unreleased
1117          * reference" error.
1118          */
1119         return true;
1120 }
1121
1122 static bool is_dynptr_reg_valid_init(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
1123 {
1124         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1125         int i, spi;
1126
1127         /* This already represents first slot of initialized bpf_dynptr.
1128          *
1129          * CONST_PTR_TO_DYNPTR already has fixed and var_off as 0 due to
1130          * check_func_arg_reg_off's logic, so we don't need to check its
1131          * offset and alignment.
1132          */
1133         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
1134                 return true;
1135
1136         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
1137         if (spi < 0)
1138                 return false;
1139         if (!state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
1140                 return false;
1141
1142         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
1143                 if (state->stack[spi].slot_type[i] != STACK_DYNPTR ||
1144                     state->stack[spi - 1].slot_type[i] != STACK_DYNPTR)
1145                         return false;
1146         }
1147
1148         return true;
1149 }
1150
1151 static bool is_dynptr_type_expected(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
1152                                     enum bpf_arg_type arg_type)
1153 {
1154         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1155         enum bpf_dynptr_type dynptr_type;
1156         int spi;
1157
1158         /* ARG_PTR_TO_DYNPTR takes any type of dynptr */
1159         if (arg_type == ARG_PTR_TO_DYNPTR)
1160                 return true;
1161
1162         dynptr_type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
1163         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
1164                 return reg->dynptr.type == dynptr_type;
1165         } else {
1166                 spi = dynptr_get_spi(env, reg);
1167                 if (spi < 0)
1168                         return false;
1169                 return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type == dynptr_type;
1170         }
1171 }
1172
1173 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg);
1174
1175 static int mark_stack_slots_iter(struct bpf_verifier_env *env,
1176                                  struct bpf_reg_state *reg, int insn_idx,
1177                                  struct btf *btf, u32 btf_id, int nr_slots)
1178 {
1179         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1180         int spi, i, j, id;
1181
1182         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1183         if (spi < 0)
1184                 return spi;
1185
1186         id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
1187         if (id < 0)
1188                 return id;
1189
1190         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1191                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1192                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1193
1194                 __mark_reg_known_zero(st);
1195                 st->type = PTR_TO_STACK; /* we don't have dedicated reg type */
1196                 st->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1197                 st->ref_obj_id = i == 0 ? id : 0;
1198                 st->iter.btf = btf;
1199                 st->iter.btf_id = btf_id;
1200                 st->iter.state = BPF_ITER_STATE_ACTIVE;
1201                 st->iter.depth = 0;
1202
1203                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1204                         slot->slot_type[j] = STACK_ITER;
1205
1206                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
1207         }
1208
1209         return 0;
1210 }
1211
1212 static int unmark_stack_slots_iter(struct bpf_verifier_env *env,
1213                                    struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
1214 {
1215         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1216         int spi, i, j;
1217
1218         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1219         if (spi < 0)
1220                 return spi;
1221
1222         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1223                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1224                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1225
1226                 if (i == 0)
1227                         WARN_ON_ONCE(release_reference(env, st->ref_obj_id));
1228
1229                 __mark_reg_not_init(env, st);
1230
1231                 /* see unmark_stack_slots_dynptr() for why we need to set REG_LIVE_WRITTEN */
1232                 st->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1233
1234                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1235                         slot->slot_type[j] = STACK_INVALID;
1236
1237                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
1238         }
1239
1240         return 0;
1241 }
1242
1243 static bool is_iter_reg_valid_uninit(struct bpf_verifier_env *env,
1244                                      struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
1245 {
1246         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1247         int spi, i, j;
1248
1249         /* For -ERANGE (i.e. spi not falling into allocated stack slots), we
1250          * will do check_mem_access to check and update stack bounds later, so
1251          * return true for that case.
1252          */
1253         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1254         if (spi == -ERANGE)
1255                 return true;
1256         if (spi < 0)
1257                 return false;
1258
1259         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1260                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1261
1262                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1263                         if (slot->slot_type[j] == STACK_ITER)
1264                                 return false;
1265         }
1266
1267         return true;
1268 }
1269
1270 static bool is_iter_reg_valid_init(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
1271                                    struct btf *btf, u32 btf_id, int nr_slots)
1272 {
1273         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1274         int spi, i, j;
1275
1276         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1277         if (spi < 0)
1278                 return false;
1279
1280         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1281                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1282                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1283
1284                 /* only main (first) slot has ref_obj_id set */
1285                 if (i == 0 && !st->ref_obj_id)
1286                         return false;
1287                 if (i != 0 && st->ref_obj_id)
1288                         return false;
1289                 if (st->iter.btf != btf || st->iter.btf_id != btf_id)
1290                         return false;
1291
1292                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1293                         if (slot->slot_type[j] != STACK_ITER)
1294                                 return false;
1295         }
1296
1297         return true;
1298 }
1299
1300 /* Check if given stack slot is "special":
1301  *   - spilled register state (STACK_SPILL);
1302  *   - dynptr state (STACK_DYNPTR);
1303  *   - iter state (STACK_ITER).
1304  */
1305 static bool is_stack_slot_special(const struct bpf_stack_state *stack)
1306 {
1307         enum bpf_stack_slot_type type = stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1];
1308
1309         switch (type) {
1310         case STACK_SPILL:
1311         case STACK_DYNPTR:
1312         case STACK_ITER:
1313                 return true;
1314         case STACK_INVALID:
1315         case STACK_MISC:
1316         case STACK_ZERO:
1317                 return false;
1318         default:
1319                 WARN_ONCE(1, "unknown stack slot type %d\n", type);
1320                 return true;
1321         }
1322 }
1323
1324 /* The reg state of a pointer or a bounded scalar was saved when
1325  * it was spilled to the stack.
1326  */
1327 static bool is_spilled_reg(const struct bpf_stack_state *stack)
1328 {
1329         return stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1] == STACK_SPILL;
1330 }
1331
1332 static bool is_spilled_scalar_reg(const struct bpf_stack_state *stack)
1333 {
1334         return stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1] == STACK_SPILL &&
1335                stack->spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE;
1336 }
1337
1338 static void scrub_spilled_slot(u8 *stype)
1339 {
1340         if (*stype != STACK_INVALID)
1341                 *stype = STACK_MISC;
1342 }
1343
1344 static void print_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
1345                                  const struct bpf_func_state *state,
1346                                  bool print_all)
1347 {
1348         const struct bpf_reg_state *reg;
1349         enum bpf_reg_type t;
1350         int i;
1351
1352         if (state->frameno)
1353                 verbose(env, " frame%d:", state->frameno);
1354         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
1355                 reg = &state->regs[i];
1356                 t = reg->type;
1357                 if (t == NOT_INIT)
1358                         continue;
1359                 if (!print_all && !reg_scratched(env, i))
1360                         continue;
1361                 verbose(env, " R%d", i);
1362                 print_liveness(env, reg->live);
1363                 verbose(env, "=");
1364                 if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
1365                         verbose(env, "P");
1366                 if ((t == SCALAR_VALUE || t == PTR_TO_STACK) &&
1367                     tnum_is_const(reg->var_off)) {
1368                         /* reg->off should be 0 for SCALAR_VALUE */
1369                         verbose(env, "%s", t == SCALAR_VALUE ? "" : reg_type_str(env, t));
1370                         verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
1371                 } else {
1372                         const char *sep = "";
1373
1374                         verbose(env, "%s", reg_type_str(env, t));
1375                         if (base_type(t) == PTR_TO_BTF_ID)
1376                                 verbose(env, "%s", btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id));
1377                         verbose(env, "(");
1378 /*
1379  * _a stands for append, was shortened to avoid multiline statements below.
1380  * This macro is used to output a comma separated list of attributes.
1381  */
1382 #define verbose_a(fmt, ...) ({ verbose(env, "%s" fmt, sep, __VA_ARGS__); sep = ","; })
1383
1384                         if (reg->id)
1385                                 verbose_a("id=%d", reg->id);
1386                         if (reg->ref_obj_id)
1387                                 verbose_a("ref_obj_id=%d", reg->ref_obj_id);
1388                         if (type_is_non_owning_ref(reg->type))
1389                                 verbose_a("%s", "non_own_ref");
1390                         if (t != SCALAR_VALUE)
1391                                 verbose_a("off=%d", reg->off);
1392                         if (type_is_pkt_pointer(t))
1393                                 verbose_a("r=%d", reg->range);
1394                         else if (base_type(t) == CONST_PTR_TO_MAP ||
1395                                  base_type(t) == PTR_TO_MAP_KEY ||
1396                                  base_type(t) == PTR_TO_MAP_VALUE)
1397                                 verbose_a("ks=%d,vs=%d",
1398                                           reg->map_ptr->key_size,
1399                                           reg->map_ptr->value_size);
1400                         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
1401                                 /* Typically an immediate SCALAR_VALUE, but
1402                                  * could be a pointer whose offset is too big
1403                                  * for reg->off
1404                                  */
1405                                 verbose_a("imm=%llx", reg->var_off.value);
1406                         } else {
1407                                 if (reg->smin_value != reg->umin_value &&
1408                                     reg->smin_value != S64_MIN)
1409                                         verbose_a("smin=%lld", (long long)reg->smin_value);
1410                                 if (reg->smax_value != reg->umax_value &&
1411                                     reg->smax_value != S64_MAX)
1412                                         verbose_a("smax=%lld", (long long)reg->smax_value);
1413                                 if (reg->umin_value != 0)
1414                                         verbose_a("umin=%llu", (unsigned long long)reg->umin_value);
1415                                 if (reg->umax_value != U64_MAX)
1416                                         verbose_a("umax=%llu", (unsigned long long)reg->umax_value);
1417                                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
1418                                         char tn_buf[48];
1419
1420                                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
1421                                         verbose_a("var_off=%s", tn_buf);
1422                                 }
1423                                 if (reg->s32_min_value != reg->smin_value &&
1424                                     reg->s32_min_value != S32_MIN)
1425                                         verbose_a("s32_min=%d", (int)(reg->s32_min_value));
1426                                 if (reg->s32_max_value != reg->smax_value &&
1427                                     reg->s32_max_value != S32_MAX)
1428                                         verbose_a("s32_max=%d", (int)(reg->s32_max_value));
1429                                 if (reg->u32_min_value != reg->umin_value &&
1430                                     reg->u32_min_value != U32_MIN)
1431                                         verbose_a("u32_min=%d", (int)(reg->u32_min_value));
1432                                 if (reg->u32_max_value != reg->umax_value &&
1433                                     reg->u32_max_value != U32_MAX)
1434                                         verbose_a("u32_max=%d", (int)(reg->u32_max_value));
1435                         }
1436 #undef verbose_a
1437
1438                         verbose(env, ")");
1439                 }
1440         }
1441         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
1442                 char types_buf[BPF_REG_SIZE + 1];
1443                 bool valid = false;
1444                 int j;
1445
1446                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++) {
1447                         if (state->stack[i].slot_type[j] != STACK_INVALID)
1448                                 valid = true;
1449                         types_buf[j] = slot_type_char[state->stack[i].slot_type[j]];
1450                 }
1451                 types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
1452                 if (!valid)
1453                         continue;
1454                 if (!print_all && !stack_slot_scratched(env, i))
1455                         continue;
1456                 switch (state->stack[i].slot_type[BPF_REG_SIZE - 1]) {
1457                 case STACK_SPILL:
1458                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1459                         t = reg->type;
1460
1461                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1462                         print_liveness(env, reg->live);
1463                         verbose(env, "=%s", t == SCALAR_VALUE ? "" : reg_type_str(env, t));
1464                         if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
1465                                 verbose(env, "P");
1466                         if (t == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off))
1467                                 verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
1468                         break;
1469                 case STACK_DYNPTR:
1470                         i += BPF_DYNPTR_NR_SLOTS - 1;
1471                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1472
1473                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1474                         print_liveness(env, reg->live);
1475                         verbose(env, "=dynptr_%s", dynptr_type_str(reg->dynptr.type));
1476                         if (reg->ref_obj_id)
1477                                 verbose(env, "(ref_id=%d)", reg->ref_obj_id);
1478                         break;
1479                 case STACK_ITER:
1480                         /* only main slot has ref_obj_id set; skip others */
1481                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1482                         if (!reg->ref_obj_id)
1483                                 continue;
1484
1485                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1486                         print_liveness(env, reg->live);
1487                         verbose(env, "=iter_%s(ref_id=%d,state=%s,depth=%u)",
1488                                 iter_type_str(reg->iter.btf, reg->iter.btf_id),
1489                                 reg->ref_obj_id, iter_state_str(reg->iter.state),
1490                                 reg->iter.depth);
1491                         break;
1492                 case STACK_MISC:
1493                 case STACK_ZERO:
1494                 default:
1495                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1496
1497                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1498                                 types_buf[j] = slot_type_char[state->stack[i].slot_type[j]];
1499                         types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
1500
1501                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1502                         print_liveness(env, reg->live);
1503                         verbose(env, "=%s", types_buf);
1504                         break;
1505                 }
1506         }
1507         if (state->acquired_refs && state->refs[0].id) {
1508                 verbose(env, " refs=%d", state->refs[0].id);
1509                 for (i = 1; i < state->acquired_refs; i++)
1510                         if (state->refs[i].id)
1511                                 verbose(env, ",%d", state->refs[i].id);
1512         }
1513         if (state->in_callback_fn)
1514                 verbose(env, " cb");
1515         if (state->in_async_callback_fn)
1516                 verbose(env, " async_cb");
1517         verbose(env, "\n");
1518         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         dst_state->dfs_depth = src->dfs_depth;
1775         dst_state->used_as_loop_entry = src->used_as_loop_entry;
1776         for (i = 0; i <= src->curframe; i++) {
1777                 dst = dst_state->frame[i];
1778                 if (!dst) {
1779                         dst = kzalloc(sizeof(*dst), GFP_KERNEL);
1780                         if (!dst)
1781                                 return -ENOMEM;
1782                         dst_state->frame[i] = dst;
1783                 }
1784                 err = copy_func_state(dst, src->frame[i]);
1785                 if (err)
1786                         return err;
1787         }
1788         return 0;
1789 }
1790
1791 static u32 state_htab_size(struct bpf_verifier_env *env)
1792 {
1793         return env->prog->len;
1794 }
1795
1796 static struct bpf_verifier_state_list **explored_state(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
1797 {
1798         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1799         struct bpf_func_state *state = cur->frame[cur->curframe];
1800
1801         return &env->explored_states[(idx ^ state->callsite) % state_htab_size(env)];
1802 }
1803
1804 static bool same_callsites(struct bpf_verifier_state *a, struct bpf_verifier_state *b)
1805 {
1806         int fr;
1807
1808         if (a->curframe != b->curframe)
1809                 return false;
1810
1811         for (fr = a->curframe; fr >= 0; fr--)
1812                 if (a->frame[fr]->callsite != b->frame[fr]->callsite)
1813                         return false;
1814
1815         return true;
1816 }
1817
1818 /* Open coded iterators allow back-edges in the state graph in order to
1819  * check unbounded loops that iterators.
1820  *
1821  * In is_state_visited() it is necessary to know if explored states are
1822  * part of some loops in order to decide whether non-exact states
1823  * comparison could be used:
1824  * - non-exact states comparison establishes sub-state relation and uses
1825  *   read and precision marks to do so, these marks are propagated from
1826  *   children states and thus are not guaranteed to be final in a loop;
1827  * - exact states comparison just checks if current and explored states
1828  *   are identical (and thus form a back-edge).
1829  *
1830  * Paper "A New Algorithm for Identifying Loops in Decompilation"
1831  * by Tao Wei, Jian Mao, Wei Zou and Yu Chen [1] presents a convenient
1832  * algorithm for loop structure detection and gives an overview of
1833  * relevant terminology. It also has helpful illustrations.
1834  *
1835  * [1] https://api.semanticscholar.org/CorpusID:15784067
1836  *
1837  * We use a similar algorithm but because loop nested structure is
1838  * irrelevant for verifier ours is significantly simpler and resembles
1839  * strongly connected components algorithm from Sedgewick's textbook.
1840  *
1841  * Define topmost loop entry as a first node of the loop traversed in a
1842  * depth first search starting from initial state. The goal of the loop
1843  * tracking algorithm is to associate topmost loop entries with states
1844  * derived from these entries.
1845  *
1846  * For each step in the DFS states traversal algorithm needs to identify
1847  * the following situations:
1848  *
1849  *          initial                     initial                   initial
1850  *            |                           |                         |
1851  *            V                           V                         V
1852  *           ...                         ...           .---------> hdr
1853  *            |                           |            |            |
1854  *            V                           V            |            V
1855  *           cur                     .-> succ          |    .------...
1856  *            |                      |    |            |    |       |
1857  *            V                      |    V            |    V       V
1858  *           succ                    '-- cur           |   ...     ...
1859  *                                                     |    |       |
1860  *                                                     |    V       V
1861  *                                                     |   succ <- cur
1862  *                                                     |    |
1863  *                                                     |    V
1864  *                                                     |   ...
1865  *                                                     |    |
1866  *                                                     '----'
1867  *
1868  *  (A) successor state of cur   (B) successor state of cur or it's entry
1869  *      not yet traversed            are in current DFS path, thus cur and succ
1870  *                                   are members of the same outermost loop
1871  *
1872  *                      initial                  initial
1873  *                        |                        |
1874  *                        V                        V
1875  *                       ...                      ...
1876  *                        |                        |
1877  *                        V                        V
1878  *                .------...               .------...
1879  *                |       |                |       |
1880  *                V       V                V       V
1881  *           .-> hdr     ...              ...     ...
1882  *           |    |       |                |       |
1883  *           |    V       V                V       V
1884  *           |   succ <- cur              succ <- cur
1885  *           |    |                        |
1886  *           |    V                        V
1887  *           |   ...                      ...
1888  *           |    |                        |
1889  *           '----'                       exit
1890  *
1891  * (C) successor state of cur is a part of some loop but this loop
1892  *     does not include cur or successor state is not in a loop at all.
1893  *
1894  * Algorithm could be described as the following python code:
1895  *
1896  *     traversed = set()   # Set of traversed nodes
1897  *     entries = {}        # Mapping from node to loop entry
1898  *     depths = {}         # Depth level assigned to graph node
1899  *     path = set()        # Current DFS path
1900  *
1901  *     # Find outermost loop entry known for n
1902  *     def get_loop_entry(n):
1903  *         h = entries.get(n, None)
1904  *         while h in entries and entries[h] != h:
1905  *             h = entries[h]
1906  *         return h
1907  *
1908  *     # Update n's loop entry if h's outermost entry comes
1909  *     # before n's outermost entry in current DFS path.
1910  *     def update_loop_entry(n, h):
1911  *         n1 = get_loop_entry(n) or n
1912  *         h1 = get_loop_entry(h) or h
1913  *         if h1 in path and depths[h1] <= depths[n1]:
1914  *             entries[n] = h1
1915  *
1916  *     def dfs(n, depth):
1917  *         traversed.add(n)
1918  *         path.add(n)
1919  *         depths[n] = depth
1920  *         for succ in G.successors(n):
1921  *             if succ not in traversed:
1922  *                 # Case A: explore succ and update cur's loop entry
1923  *                 #         only if succ's entry is in current DFS path.
1924  *                 dfs(succ, depth + 1)
1925  *                 h = get_loop_entry(succ)
1926  *                 update_loop_entry(n, h)
1927  *             else:
1928  *                 # Case B or C depending on `h1 in path` check in update_loop_entry().
1929  *                 update_loop_entry(n, succ)
1930  *         path.remove(n)
1931  *
1932  * To adapt this algorithm for use with verifier:
1933  * - use st->branch == 0 as a signal that DFS of succ had been finished
1934  *   and cur's loop entry has to be updated (case A), handle this in
1935  *   update_branch_counts();
1936  * - use st->branch > 0 as a signal that st is in the current DFS path;
1937  * - handle cases B and C in is_state_visited();
1938  * - update topmost loop entry for intermediate states in get_loop_entry().
1939  */
1940 static struct bpf_verifier_state *get_loop_entry(struct bpf_verifier_state *st)
1941 {
1942         struct bpf_verifier_state *topmost = st->loop_entry, *old;
1943
1944         while (topmost && topmost->loop_entry && topmost != topmost->loop_entry)
1945                 topmost = topmost->loop_entry;
1946         /* Update loop entries for intermediate states to avoid this
1947          * traversal in future get_loop_entry() calls.
1948          */
1949         while (st && st->loop_entry != topmost) {
1950                 old = st->loop_entry;
1951                 st->loop_entry = topmost;
1952                 st = old;
1953         }
1954         return topmost;
1955 }
1956
1957 static void update_loop_entry(struct bpf_verifier_state *cur, struct bpf_verifier_state *hdr)
1958 {
1959         struct bpf_verifier_state *cur1, *hdr1;
1960
1961         cur1 = get_loop_entry(cur) ?: cur;
1962         hdr1 = get_loop_entry(hdr) ?: hdr;
1963         /* The head1->branches check decides between cases B and C in
1964          * comment for get_loop_entry(). If hdr1->branches == 0 then
1965          * head's topmost loop entry is not in current DFS path,
1966          * hence 'cur' and 'hdr' are not in the same loop and there is
1967          * no need to update cur->loop_entry.
1968          */
1969         if (hdr1->branches && hdr1->dfs_depth <= cur1->dfs_depth) {
1970                 cur->loop_entry = hdr;
1971                 hdr->used_as_loop_entry = true;
1972         }
1973 }
1974
1975 static void update_branch_counts(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
1976 {
1977         while (st) {
1978                 u32 br = --st->branches;
1979
1980                 /* br == 0 signals that DFS exploration for 'st' is finished,
1981                  * thus it is necessary to update parent's loop entry if it
1982                  * turned out that st is a part of some loop.
1983                  * This is a part of 'case A' in get_loop_entry() comment.
1984                  */
1985                 if (br == 0 && st->parent && st->loop_entry)
1986                         update_loop_entry(st->parent, st->loop_entry);
1987
1988                 /* WARN_ON(br > 1) technically makes sense here,
1989                  * but see comment in push_stack(), hence:
1990                  */
1991                 WARN_ONCE((int)br < 0,
1992                           "BUG update_branch_counts:branches_to_explore=%d\n",
1993                           br);
1994                 if (br)
1995                         break;
1996                 st = st->parent;
1997         }
1998 }
1999
2000 static int pop_stack(struct bpf_verifier_env *env, int *prev_insn_idx,
2001                      int *insn_idx, bool pop_log)
2002 {
2003         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
2004         struct bpf_verifier_stack_elem *elem, *head = env->head;
2005         int err;
2006
2007         if (env->head == NULL)
2008                 return -ENOENT;
2009
2010         if (cur) {
2011                 err = copy_verifier_state(cur, &head->st);
2012                 if (err)
2013                         return err;
2014         }
2015         if (pop_log)
2016                 bpf_vlog_reset(&env->log, head->log_pos);
2017         if (insn_idx)
2018                 *insn_idx = head->insn_idx;
2019         if (prev_insn_idx)
2020                 *prev_insn_idx = head->prev_insn_idx;
2021         elem = head->next;
2022         free_verifier_state(&head->st, false);
2023         kfree(head);
2024         env->head = elem;
2025         env->stack_size--;
2026         return 0;
2027 }
2028
2029 static struct bpf_verifier_state *push_stack(struct bpf_verifier_env *env,
2030                                              int insn_idx, int prev_insn_idx,
2031                                              bool speculative)
2032 {
2033         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
2034         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
2035         int err;
2036
2037         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
2038         if (!elem)
2039                 goto err;
2040
2041         elem->insn_idx = insn_idx;
2042         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
2043         elem->next = env->head;
2044         elem->log_pos = env->log.end_pos;
2045         env->head = elem;
2046         env->stack_size++;
2047         err = copy_verifier_state(&elem->st, cur);
2048         if (err)
2049                 goto err;
2050         elem->st.speculative |= speculative;
2051         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
2052                 verbose(env, "The sequence of %d jumps is too complex.\n",
2053                         env->stack_size);
2054                 goto err;
2055         }
2056         if (elem->st.parent) {
2057                 ++elem->st.parent->branches;
2058                 /* WARN_ON(branches > 2) technically makes sense here,
2059                  * but
2060                  * 1. speculative states will bump 'branches' for non-branch
2061                  * instructions
2062                  * 2. is_state_visited() heuristics may decide not to create
2063                  * a new state for a sequence of branches and all such current
2064                  * and cloned states will be pointing to a single parent state
2065                  * which might have large 'branches' count.
2066                  */
2067         }
2068         return &elem->st;
2069 err:
2070         free_verifier_state(env->cur_state, true);
2071         env->cur_state = NULL;
2072         /* pop all elements and return */
2073         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
2074         return NULL;
2075 }
2076
2077 #define CALLER_SAVED_REGS 6
2078 static const int caller_saved[CALLER_SAVED_REGS] = {
2079         BPF_REG_0, BPF_REG_1, BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4, BPF_REG_5
2080 };
2081
2082 /* This helper doesn't clear reg->id */
2083 static void ___mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
2084 {
2085         reg->var_off = tnum_const(imm);
2086         reg->smin_value = (s64)imm;
2087         reg->smax_value = (s64)imm;
2088         reg->umin_value = imm;
2089         reg->umax_value = imm;
2090
2091         reg->s32_min_value = (s32)imm;
2092         reg->s32_max_value = (s32)imm;
2093         reg->u32_min_value = (u32)imm;
2094         reg->u32_max_value = (u32)imm;
2095 }
2096
2097 /* Mark the unknown part of a register (variable offset or scalar value) as
2098  * known to have the value @imm.
2099  */
2100 static void __mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
2101 {
2102         /* Clear off and union(map_ptr, range) */
2103         memset(((u8 *)reg) + sizeof(reg->type), 0,
2104                offsetof(struct bpf_reg_state, var_off) - sizeof(reg->type));
2105         reg->id = 0;
2106         reg->ref_obj_id = 0;
2107         ___mark_reg_known(reg, imm);
2108 }
2109
2110 static void __mark_reg32_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
2111 {
2112         reg->var_off = tnum_const_subreg(reg->var_off, imm);
2113         reg->s32_min_value = (s32)imm;
2114         reg->s32_max_value = (s32)imm;
2115         reg->u32_min_value = (u32)imm;
2116         reg->u32_max_value = (u32)imm;
2117 }
2118
2119 /* Mark the 'variable offset' part of a register as zero.  This should be
2120  * used only on registers holding a pointer type.
2121  */
2122 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg)
2123 {
2124         __mark_reg_known(reg, 0);
2125 }
2126
2127 static void __mark_reg_const_zero(struct bpf_reg_state *reg)
2128 {
2129         __mark_reg_known(reg, 0);
2130         reg->type = SCALAR_VALUE;
2131 }
2132
2133 static void mark_reg_known_zero(struct bpf_verifier_env *env,
2134                                 struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
2135 {
2136         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
2137                 verbose(env, "mark_reg_known_zero(regs, %u)\n", regno);
2138                 /* Something bad happened, let's kill all regs */
2139                 for (regno = 0; regno < MAX_BPF_REG; regno++)
2140                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2141                 return;
2142         }
2143         __mark_reg_known_zero(regs + regno);
2144 }
2145
2146 static void __mark_dynptr_reg(struct bpf_reg_state *reg, enum bpf_dynptr_type type,
2147                               bool first_slot, int dynptr_id)
2148 {
2149         /* reg->type has no meaning for STACK_DYNPTR, but when we set reg for
2150          * callback arguments, it does need to be CONST_PTR_TO_DYNPTR, so simply
2151          * set it unconditionally as it is ignored for STACK_DYNPTR anyway.
2152          */
2153         __mark_reg_known_zero(reg);
2154         reg->type = CONST_PTR_TO_DYNPTR;
2155         /* Give each dynptr a unique id to uniquely associate slices to it. */
2156         reg->id = dynptr_id;
2157         reg->dynptr.type = type;
2158         reg->dynptr.first_slot = first_slot;
2159 }
2160
2161 static void mark_ptr_not_null_reg(struct bpf_reg_state *reg)
2162 {
2163         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MAP_VALUE) {
2164                 const struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
2165
2166                 if (map->inner_map_meta) {
2167                         reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
2168                         reg->map_ptr = map->inner_map_meta;
2169                         /* transfer reg's id which is unique for every map_lookup_elem
2170                          * as UID of the inner map.
2171                          */
2172                         if (btf_record_has_field(map->inner_map_meta->record, BPF_TIMER))
2173                                 reg->map_uid = reg->id;
2174                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_XSKMAP) {
2175                         reg->type = PTR_TO_XDP_SOCK;
2176                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
2177                            map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH) {
2178                         reg->type = PTR_TO_SOCKET;
2179                 } else {
2180                         reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
2181                 }
2182                 return;
2183         }
2184
2185         reg->type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
2186 }
2187
2188 static void mark_reg_graph_node(struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
2189                                 struct btf_field_graph_root *ds_head)
2190 {
2191         __mark_reg_known_zero(&regs[regno]);
2192         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
2193         regs[regno].btf = ds_head->btf;
2194         regs[regno].btf_id = ds_head->value_btf_id;
2195         regs[regno].off = ds_head->node_offset;
2196 }
2197
2198 static bool reg_is_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg)
2199 {
2200         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
2201 }
2202
2203 static bool reg_is_pkt_pointer_any(const struct bpf_reg_state *reg)
2204 {
2205         return reg_is_pkt_pointer(reg) ||
2206                reg->type == PTR_TO_PACKET_END;
2207 }
2208
2209 static bool reg_is_dynptr_slice_pkt(const struct bpf_reg_state *reg)
2210 {
2211         return base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM &&
2212                 (reg->type & DYNPTR_TYPE_SKB || reg->type & DYNPTR_TYPE_XDP);
2213 }
2214
2215 /* Unmodified PTR_TO_PACKET[_META,_END] register from ctx access. */
2216 static bool reg_is_init_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg,
2217                                     enum bpf_reg_type which)
2218 {
2219         /* The register can already have a range from prior markings.
2220          * This is fine as long as it hasn't been advanced from its
2221          * origin.
2222          */
2223         return reg->type == which &&
2224                reg->id == 0 &&
2225                reg->off == 0 &&
2226                tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
2227 }
2228
2229 /* Reset the min/max bounds of a register */
2230 static void __mark_reg_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2231 {
2232         reg->smin_value = S64_MIN;
2233         reg->smax_value = S64_MAX;
2234         reg->umin_value = 0;
2235         reg->umax_value = U64_MAX;
2236
2237         reg->s32_min_value = S32_MIN;
2238         reg->s32_max_value = S32_MAX;
2239         reg->u32_min_value = 0;
2240         reg->u32_max_value = U32_MAX;
2241 }
2242
2243 static void __mark_reg64_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2244 {
2245         reg->smin_value = S64_MIN;
2246         reg->smax_value = S64_MAX;
2247         reg->umin_value = 0;
2248         reg->umax_value = U64_MAX;
2249 }
2250
2251 static void __mark_reg32_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2252 {
2253         reg->s32_min_value = S32_MIN;
2254         reg->s32_max_value = S32_MAX;
2255         reg->u32_min_value = 0;
2256         reg->u32_max_value = U32_MAX;
2257 }
2258
2259 static void __update_reg32_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2260 {
2261         struct tnum var32_off = tnum_subreg(reg->var_off);
2262
2263         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
2264         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value,
2265                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MIN));
2266         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
2267         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value,
2268                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MAX));
2269         reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)var32_off.value);
2270         reg->u32_max_value = min(reg->u32_max_value,
2271                                  (u32)(var32_off.value | var32_off.mask));
2272 }
2273
2274 static void __update_reg64_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2275 {
2276         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
2277         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value,
2278                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MIN));
2279         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
2280         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value,
2281                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MAX));
2282         reg->umin_value = max(reg->umin_value, reg->var_off.value);
2283         reg->umax_value = min(reg->umax_value,
2284                               reg->var_off.value | reg->var_off.mask);
2285 }
2286
2287 static void __update_reg_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2288 {
2289         __update_reg32_bounds(reg);
2290         __update_reg64_bounds(reg);
2291 }
2292
2293 /* Uses signed min/max values to inform unsigned, and vice-versa */
2294 static void __reg32_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2295 {
2296         /* Learn sign from signed bounds.
2297          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
2298          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
2299          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
2300          */
2301         if (reg->s32_min_value >= 0 || reg->s32_max_value < 0) {
2302                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
2303                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
2304                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
2305                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
2306                 return;
2307         }
2308         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
2309          * boundary, so we must be careful.
2310          */
2311         if ((s32)reg->u32_max_value >= 0) {
2312                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
2313                  * is positive, hence safe.
2314                  */
2315                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value;
2316                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
2317                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
2318         } else if ((s32)reg->u32_min_value < 0) {
2319                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
2320                  * is negative, hence safe.
2321                  */
2322                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
2323                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
2324                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value;
2325         }
2326 }
2327
2328 static void __reg64_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2329 {
2330         /* Learn sign from signed bounds.
2331          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
2332          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
2333          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
2334          */
2335         if (reg->smin_value >= 0 || reg->smax_value < 0) {
2336                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
2337                                                           reg->umin_value);
2338                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
2339                                                           reg->umax_value);
2340                 return;
2341         }
2342         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
2343          * boundary, so we must be careful.
2344          */
2345         if ((s64)reg->umax_value >= 0) {
2346                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
2347                  * is positive, hence safe.
2348                  */
2349                 reg->smin_value = reg->umin_value;
2350                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
2351                                                           reg->umax_value);
2352         } else if ((s64)reg->umin_value < 0) {
2353                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
2354                  * is negative, hence safe.
2355                  */
2356                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
2357                                                           reg->umin_value);
2358                 reg->smax_value = reg->umax_value;
2359         }
2360 }
2361
2362 static void __reg_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2363 {
2364         __reg32_deduce_bounds(reg);
2365         __reg64_deduce_bounds(reg);
2366 }
2367
2368 /* Attempts to improve var_off based on unsigned min/max information */
2369 static void __reg_bound_offset(struct bpf_reg_state *reg)
2370 {
2371         struct tnum var64_off = tnum_intersect(reg->var_off,
2372                                                tnum_range(reg->umin_value,
2373                                                           reg->umax_value));
2374         struct tnum var32_off = tnum_intersect(tnum_subreg(var64_off),
2375                                                tnum_range(reg->u32_min_value,
2376                                                           reg->u32_max_value));
2377
2378         reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(var64_off), var32_off);
2379 }
2380
2381 static void reg_bounds_sync(struct bpf_reg_state *reg)
2382 {
2383         /* We might have learned new bounds from the var_off. */
2384         __update_reg_bounds(reg);
2385         /* We might have learned something about the sign bit. */
2386         __reg_deduce_bounds(reg);
2387         /* We might have learned some bits from the bounds. */
2388         __reg_bound_offset(reg);
2389         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
2390          * slightly, e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
2391          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
2392          */
2393         __update_reg_bounds(reg);
2394 }
2395
2396 static bool __reg32_bound_s64(s32 a)
2397 {
2398         return a >= 0 && a <= S32_MAX;
2399 }
2400
2401 static void __reg_assign_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
2402 {
2403         reg->umin_value = reg->u32_min_value;
2404         reg->umax_value = reg->u32_max_value;
2405
2406         /* Attempt to pull 32-bit signed bounds into 64-bit bounds but must
2407          * be positive otherwise set to worse case bounds and refine later
2408          * from tnum.
2409          */
2410         if (__reg32_bound_s64(reg->s32_min_value) &&
2411             __reg32_bound_s64(reg->s32_max_value)) {
2412                 reg->smin_value = reg->s32_min_value;
2413                 reg->smax_value = reg->s32_max_value;
2414         } else {
2415                 reg->smin_value = 0;
2416                 reg->smax_value = U32_MAX;
2417         }
2418 }
2419
2420 static void __reg_combine_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
2421 {
2422         /* special case when 64-bit register has upper 32-bit register
2423          * zeroed. Typically happens after zext or <<32, >>32 sequence
2424          * allowing us to use 32-bit bounds directly,
2425          */
2426         if (tnum_equals_const(tnum_clear_subreg(reg->var_off), 0)) {
2427                 __reg_assign_32_into_64(reg);
2428         } else {
2429                 /* Otherwise the best we can do is push lower 32bit known and
2430                  * unknown bits into register (var_off set from jmp logic)
2431                  * then learn as much as possible from the 64-bit tnum
2432                  * known and unknown bits. The previous smin/smax bounds are
2433                  * invalid here because of jmp32 compare so mark them unknown
2434                  * so they do not impact tnum bounds calculation.
2435                  */
2436                 __mark_reg64_unbounded(reg);
2437         }
2438         reg_bounds_sync(reg);
2439 }
2440
2441 static bool __reg64_bound_s32(s64 a)
2442 {
2443         return a >= S32_MIN && a <= S32_MAX;
2444 }
2445
2446 static bool __reg64_bound_u32(u64 a)
2447 {
2448         return a >= U32_MIN && a <= U32_MAX;
2449 }
2450
2451 static void __reg_combine_64_into_32(struct bpf_reg_state *reg)
2452 {
2453         __mark_reg32_unbounded(reg);
2454         if (__reg64_bound_s32(reg->smin_value) && __reg64_bound_s32(reg->smax_value)) {
2455                 reg->s32_min_value = (s32)reg->smin_value;
2456                 reg->s32_max_value = (s32)reg->smax_value;
2457         }
2458         if (__reg64_bound_u32(reg->umin_value) && __reg64_bound_u32(reg->umax_value)) {
2459                 reg->u32_min_value = (u32)reg->umin_value;
2460                 reg->u32_max_value = (u32)reg->umax_value;
2461         }
2462         reg_bounds_sync(reg);
2463 }
2464
2465 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value. */
2466 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
2467                                struct bpf_reg_state *reg)
2468 {
2469         /*
2470          * Clear type, off, and union(map_ptr, range) and
2471          * padding between 'type' and union
2472          */
2473         memset(reg, 0, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off));
2474         reg->type = SCALAR_VALUE;
2475         reg->id = 0;
2476         reg->ref_obj_id = 0;
2477         reg->var_off = tnum_unknown;
2478         reg->frameno = 0;
2479         reg->precise = !env->bpf_capable;
2480         __mark_reg_unbounded(reg);
2481 }
2482
2483 static void mark_reg_unknown(struct bpf_verifier_env *env,
2484                              struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
2485 {
2486         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
2487                 verbose(env, "mark_reg_unknown(regs, %u)\n", regno);
2488                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
2489                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
2490                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2491                 return;
2492         }
2493         __mark_reg_unknown(env, regs + regno);
2494 }
2495
2496 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
2497                                 struct bpf_reg_state *reg)
2498 {
2499         __mark_reg_unknown(env, reg);
2500         reg->type = NOT_INIT;
2501 }
2502
2503 static void mark_reg_not_init(struct bpf_verifier_env *env,
2504                               struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
2505 {
2506         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
2507                 verbose(env, "mark_reg_not_init(regs, %u)\n", regno);
2508                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
2509                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
2510                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2511                 return;
2512         }
2513         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2514 }
2515
2516 static void mark_btf_ld_reg(struct bpf_verifier_env *env,
2517                             struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
2518                             enum bpf_reg_type reg_type,
2519                             struct btf *btf, u32 btf_id,
2520                             enum bpf_type_flag flag)
2521 {
2522         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
2523                 mark_reg_unknown(env, regs, regno);
2524                 return;
2525         }
2526         mark_reg_known_zero(env, regs, regno);
2527         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | flag;
2528         regs[regno].btf = btf;
2529         regs[regno].btf_id = btf_id;
2530 }
2531
2532 #define DEF_NOT_SUBREG  (0)
2533 static void init_reg_state(struct bpf_verifier_env *env,
2534                            struct bpf_func_state *state)
2535 {
2536         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
2537         int i;
2538
2539         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
2540                 mark_reg_not_init(env, regs, i);
2541                 regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
2542                 regs[i].parent = NULL;
2543                 regs[i].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
2544         }
2545
2546         /* frame pointer */
2547         regs[BPF_REG_FP].type = PTR_TO_STACK;
2548         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_FP);
2549         regs[BPF_REG_FP].frameno = state->frameno;
2550 }
2551
2552 #define BPF_MAIN_FUNC (-1)
2553 static void init_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
2554                             struct bpf_func_state *state,
2555                             int callsite, int frameno, int subprogno)
2556 {
2557         state->callsite = callsite;
2558         state->frameno = frameno;
2559         state->subprogno = subprogno;
2560         state->callback_ret_range = tnum_range(0, 0);
2561         init_reg_state(env, state);
2562         mark_verifier_state_scratched(env);
2563 }
2564
2565 /* Similar to push_stack(), but for async callbacks */
2566 static struct bpf_verifier_state *push_async_cb(struct bpf_verifier_env *env,
2567                                                 int insn_idx, int prev_insn_idx,
2568                                                 int subprog)
2569 {
2570         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
2571         struct bpf_func_state *frame;
2572
2573         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
2574         if (!elem)
2575                 goto err;
2576
2577         elem->insn_idx = insn_idx;
2578         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
2579         elem->next = env->head;
2580         elem->log_pos = env->log.end_pos;
2581         env->head = elem;
2582         env->stack_size++;
2583         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
2584                 verbose(env,
2585                         "The sequence of %d jumps is too complex for async cb.\n",
2586                         env->stack_size);
2587                 goto err;
2588         }
2589         /* Unlike push_stack() do not copy_verifier_state().
2590          * The caller state doesn't matter.
2591          * This is async callback. It starts in a fresh stack.
2592          * Initialize it similar to do_check_common().
2593          */
2594         elem->st.branches = 1;
2595         frame = kzalloc(sizeof(*frame), GFP_KERNEL);
2596         if (!frame)
2597                 goto err;
2598         init_func_state(env, frame,
2599                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
2600                         0 /* frameno within this callchain */,
2601                         subprog /* subprog number within this prog */);
2602         elem->st.frame[0] = frame;
2603         return &elem->st;
2604 err:
2605         free_verifier_state(env->cur_state, true);
2606         env->cur_state = NULL;
2607         /* pop all elements and return */
2608         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
2609         return NULL;
2610 }
2611
2612
2613 enum reg_arg_type {
2614         SRC_OP,         /* register is used as source operand */
2615         DST_OP,         /* register is used as destination operand */
2616         DST_OP_NO_MARK  /* same as above, check only, don't mark */
2617 };
2618
2619 static int cmp_subprogs(const void *a, const void *b)
2620 {
2621         return ((struct bpf_subprog_info *)a)->start -
2622                ((struct bpf_subprog_info *)b)->start;
2623 }
2624
2625 static int find_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
2626 {
2627         struct bpf_subprog_info *p;
2628
2629         p = bsearch(&off, env->subprog_info, env->subprog_cnt,
2630                     sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs);
2631         if (!p)
2632                 return -ENOENT;
2633         return p - env->subprog_info;
2634
2635 }
2636
2637 static int add_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
2638 {
2639         int insn_cnt = env->prog->len;
2640         int ret;
2641
2642         if (off >= insn_cnt || off < 0) {
2643                 verbose(env, "call to invalid destination\n");
2644                 return -EINVAL;
2645         }
2646         ret = find_subprog(env, off);
2647         if (ret >= 0)
2648                 return ret;
2649         if (env->subprog_cnt >= BPF_MAX_SUBPROGS) {
2650                 verbose(env, "too many subprograms\n");
2651                 return -E2BIG;
2652         }
2653         /* determine subprog starts. The end is one before the next starts */
2654         env->subprog_info[env->subprog_cnt++].start = off;
2655         sort(env->subprog_info, env->subprog_cnt,
2656              sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs, NULL);
2657         return env->subprog_cnt - 1;
2658 }
2659
2660 #define MAX_KFUNC_DESCS 256
2661 #define MAX_KFUNC_BTFS  256
2662
2663 struct bpf_kfunc_desc {
2664         struct btf_func_model func_model;
2665         u32 func_id;
2666         s32 imm;
2667         u16 offset;
2668         unsigned long addr;
2669 };
2670
2671 struct bpf_kfunc_btf {
2672         struct btf *btf;
2673         struct module *module;
2674         u16 offset;
2675 };
2676
2677 struct bpf_kfunc_desc_tab {
2678         /* Sorted by func_id (BTF ID) and offset (fd_array offset) during
2679          * verification. JITs do lookups by bpf_insn, where func_id may not be
2680          * available, therefore at the end of verification do_misc_fixups()
2681          * sorts this by imm and offset.
2682          */
2683         struct bpf_kfunc_desc descs[MAX_KFUNC_DESCS];
2684         u32 nr_descs;
2685 };
2686
2687 struct bpf_kfunc_btf_tab {
2688         struct bpf_kfunc_btf descs[MAX_KFUNC_BTFS];
2689         u32 nr_descs;
2690 };
2691
2692 static int kfunc_desc_cmp_by_id_off(const void *a, const void *b)
2693 {
2694         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2695         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2696
2697         /* func_id is not greater than BTF_MAX_TYPE */
2698         return d0->func_id - d1->func_id ?: d0->offset - d1->offset;
2699 }
2700
2701 static int kfunc_btf_cmp_by_off(const void *a, const void *b)
2702 {
2703         const struct bpf_kfunc_btf *d0 = a;
2704         const struct bpf_kfunc_btf *d1 = b;
2705
2706         return d0->offset - d1->offset;
2707 }
2708
2709 static const struct bpf_kfunc_desc *
2710 find_kfunc_desc(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id, u16 offset)
2711 {
2712         struct bpf_kfunc_desc desc = {
2713                 .func_id = func_id,
2714                 .offset = offset,
2715         };
2716         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2717
2718         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2719         return bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2720                        sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_id_off);
2721 }
2722
2723 int bpf_get_kfunc_addr(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id,
2724                        u16 btf_fd_idx, u8 **func_addr)
2725 {
2726         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
2727
2728         desc = find_kfunc_desc(prog, func_id, btf_fd_idx);
2729         if (!desc)
2730                 return -EFAULT;
2731
2732         *func_addr = (u8 *)desc->addr;
2733         return 0;
2734 }
2735
2736 static struct btf *__find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env,
2737                                          s16 offset)
2738 {
2739         struct bpf_kfunc_btf kf_btf = { .offset = offset };
2740         struct bpf_kfunc_btf_tab *tab;
2741         struct bpf_kfunc_btf *b;
2742         struct module *mod;
2743         struct btf *btf;
2744         int btf_fd;
2745
2746         tab = env->prog->aux->kfunc_btf_tab;
2747         b = bsearch(&kf_btf, tab->descs, tab->nr_descs,
2748                     sizeof(tab->descs[0]), kfunc_btf_cmp_by_off);
2749         if (!b) {
2750                 if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_BTFS) {
2751                         verbose(env, "too many different module BTFs\n");
2752                         return ERR_PTR(-E2BIG);
2753                 }
2754
2755                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
2756                         verbose(env, "kfunc offset > 0 without fd_array is invalid\n");
2757                         return ERR_PTR(-EPROTO);
2758                 }
2759
2760                 if (copy_from_bpfptr_offset(&btf_fd, env->fd_array,
2761                                             offset * sizeof(btf_fd),
2762                                             sizeof(btf_fd)))
2763                         return ERR_PTR(-EFAULT);
2764
2765                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
2766                 if (IS_ERR(btf)) {
2767                         verbose(env, "invalid module BTF fd specified\n");
2768                         return btf;
2769                 }
2770
2771                 if (!btf_is_module(btf)) {
2772                         verbose(env, "BTF fd for kfunc is not a module BTF\n");
2773                         btf_put(btf);
2774                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2775                 }
2776
2777                 mod = btf_try_get_module(btf);
2778                 if (!mod) {
2779                         btf_put(btf);
2780                         return ERR_PTR(-ENXIO);
2781                 }
2782
2783                 b = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2784                 b->btf = btf;
2785                 b->module = mod;
2786                 b->offset = offset;
2787
2788                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2789                      kfunc_btf_cmp_by_off, NULL);
2790         }
2791         return b->btf;
2792 }
2793
2794 void bpf_free_kfunc_btf_tab(struct bpf_kfunc_btf_tab *tab)
2795 {
2796         if (!tab)
2797                 return;
2798
2799         while (tab->nr_descs--) {
2800                 module_put(tab->descs[tab->nr_descs].module);
2801                 btf_put(tab->descs[tab->nr_descs].btf);
2802         }
2803         kfree(tab);
2804 }
2805
2806 static struct btf *find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env, s16 offset)
2807 {
2808         if (offset) {
2809                 if (offset < 0) {
2810                         /* In the future, this can be allowed to increase limit
2811                          * of fd index into fd_array, interpreted as u16.
2812                          */
2813                         verbose(env, "negative offset disallowed for kernel module function call\n");
2814                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2815                 }
2816
2817                 return __find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2818         }
2819         return btf_vmlinux ?: ERR_PTR(-ENOENT);
2820 }
2821
2822 static int add_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, u32 func_id, s16 offset)
2823 {
2824         const struct btf_type *func, *func_proto;
2825         struct bpf_kfunc_btf_tab *btf_tab;
2826         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2827         struct bpf_prog_aux *prog_aux;
2828         struct bpf_kfunc_desc *desc;
2829         const char *func_name;
2830         struct btf *desc_btf;
2831         unsigned long call_imm;
2832         unsigned long addr;
2833         int err;
2834
2835         prog_aux = env->prog->aux;
2836         tab = prog_aux->kfunc_tab;
2837         btf_tab = prog_aux->kfunc_btf_tab;
2838         if (!tab) {
2839                 if (!btf_vmlinux) {
2840                         verbose(env, "calling kernel function is not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
2841                         return -ENOTSUPP;
2842                 }
2843
2844                 if (!env->prog->jit_requested) {
2845                         verbose(env, "JIT is required for calling kernel function\n");
2846                         return -ENOTSUPP;
2847                 }
2848
2849                 if (!bpf_jit_supports_kfunc_call()) {
2850                         verbose(env, "JIT does not support calling kernel function\n");
2851                         return -ENOTSUPP;
2852                 }
2853
2854                 if (!env->prog->gpl_compatible) {
2855                         verbose(env, "cannot call kernel function from non-GPL compatible program\n");
2856                         return -EINVAL;
2857                 }
2858
2859                 tab = kzalloc(sizeof(*tab), GFP_KERNEL);
2860                 if (!tab)
2861                         return -ENOMEM;
2862                 prog_aux->kfunc_tab = tab;
2863         }
2864
2865         /* func_id == 0 is always invalid, but instead of returning an error, be
2866          * conservative and wait until the code elimination pass before returning
2867          * error, so that invalid calls that get pruned out can be in BPF programs
2868          * loaded from userspace.  It is also required that offset be untouched
2869          * for such calls.
2870          */
2871         if (!func_id && !offset)
2872                 return 0;
2873
2874         if (!btf_tab && offset) {
2875                 btf_tab = kzalloc(sizeof(*btf_tab), GFP_KERNEL);
2876                 if (!btf_tab)
2877                         return -ENOMEM;
2878                 prog_aux->kfunc_btf_tab = btf_tab;
2879         }
2880
2881         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2882         if (IS_ERR(desc_btf)) {
2883                 verbose(env, "failed to find BTF for kernel function\n");
2884                 return PTR_ERR(desc_btf);
2885         }
2886
2887         if (find_kfunc_desc(env->prog, func_id, offset))
2888                 return 0;
2889
2890         if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_DESCS) {
2891                 verbose(env, "too many different kernel function calls\n");
2892                 return -E2BIG;
2893         }
2894
2895         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
2896         if (!func || !btf_type_is_func(func)) {
2897                 verbose(env, "kernel btf_id %u is not a function\n",
2898                         func_id);
2899                 return -EINVAL;
2900         }
2901         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
2902         if (!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)) {
2903                 verbose(env, "kernel function btf_id %u does not have a valid func_proto\n",
2904                         func_id);
2905                 return -EINVAL;
2906         }
2907
2908         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
2909         addr = kallsyms_lookup_name(func_name);
2910         if (!addr) {
2911                 verbose(env, "cannot find address for kernel function %s\n",
2912                         func_name);
2913                 return -EINVAL;
2914         }
2915         specialize_kfunc(env, func_id, offset, &addr);
2916
2917         if (bpf_jit_supports_far_kfunc_call()) {
2918                 call_imm = func_id;
2919         } else {
2920                 call_imm = BPF_CALL_IMM(addr);
2921                 /* Check whether the relative offset overflows desc->imm */
2922                 if ((unsigned long)(s32)call_imm != call_imm) {
2923                         verbose(env, "address of kernel function %s is out of range\n",
2924                                 func_name);
2925                         return -EINVAL;
2926                 }
2927         }
2928
2929         if (bpf_dev_bound_kfunc_id(func_id)) {
2930                 err = bpf_dev_bound_kfunc_check(&env->log, prog_aux);
2931                 if (err)
2932                         return err;
2933         }
2934
2935         desc = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2936         desc->func_id = func_id;
2937         desc->imm = call_imm;
2938         desc->offset = offset;
2939         desc->addr = addr;
2940         err = btf_distill_func_proto(&env->log, desc_btf,
2941                                      func_proto, func_name,
2942                                      &desc->func_model);
2943         if (!err)
2944                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2945                      kfunc_desc_cmp_by_id_off, NULL);
2946         return err;
2947 }
2948
2949 static int kfunc_desc_cmp_by_imm_off(const void *a, const void *b)
2950 {
2951         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2952         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2953
2954         if (d0->imm != d1->imm)
2955                 return d0->imm < d1->imm ? -1 : 1;
2956         if (d0->offset != d1->offset)
2957                 return d0->offset < d1->offset ? -1 : 1;
2958         return 0;
2959 }
2960
2961 static void sort_kfunc_descs_by_imm_off(struct bpf_prog *prog)
2962 {
2963         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2964
2965         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2966         if (!tab)
2967                 return;
2968
2969         sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2970              kfunc_desc_cmp_by_imm_off, NULL);
2971 }
2972
2973 bool bpf_prog_has_kfunc_call(const struct bpf_prog *prog)
2974 {
2975         return !!prog->aux->kfunc_tab;
2976 }
2977
2978 const struct btf_func_model *
2979 bpf_jit_find_kfunc_model(const struct bpf_prog *prog,
2980                          const struct bpf_insn *insn)
2981 {
2982         const struct bpf_kfunc_desc desc = {
2983                 .imm = insn->imm,
2984                 .offset = insn->off,
2985         };
2986         const struct bpf_kfunc_desc *res;
2987         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2988
2989         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2990         res = bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2991                       sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_imm_off);
2992
2993         return res ? &res->func_model : NULL;
2994 }
2995
2996 static int add_subprog_and_kfunc(struct bpf_verifier_env *env)
2997 {
2998         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2999         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
3000         int i, ret, insn_cnt = env->prog->len;
3001
3002         /* Add entry function. */
3003         ret = add_subprog(env, 0);
3004         if (ret)
3005                 return ret;
3006
3007         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
3008                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn) &&
3009                     !bpf_pseudo_kfunc_call(insn))
3010                         continue;
3011
3012                 if (!env->bpf_capable) {
3013                         verbose(env, "loading/calling other bpf or kernel functions are allowed for CAP_BPF and CAP_SYS_ADMIN\n");
3014                         return -EPERM;
3015                 }
3016
3017                 if (bpf_pseudo_func(insn) || bpf_pseudo_call(insn))
3018                         ret = add_subprog(env, i + insn->imm + 1);
3019                 else
3020                         ret = add_kfunc_call(env, insn->imm, insn->off);
3021
3022                 if (ret < 0)
3023                         return ret;
3024         }
3025
3026         /* Add a fake 'exit' subprog which could simplify subprog iteration
3027          * logic. 'subprog_cnt' should not be increased.
3028          */
3029         subprog[env->subprog_cnt].start = insn_cnt;
3030
3031         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
3032                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
3033                         verbose(env, "func#%d @%d\n", i, subprog[i].start);
3034
3035         return 0;
3036 }
3037
3038 static int check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
3039 {
3040         int i, subprog_start, subprog_end, off, cur_subprog = 0;
3041         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
3042         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
3043         int insn_cnt = env->prog->len;
3044
3045         /* now check that all jumps are within the same subprog */
3046         subprog_start = subprog[cur_subprog].start;
3047         subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
3048         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
3049                 u8 code = insn[i].code;
3050
3051                 if (code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
3052                     insn[i].src_reg == 0 &&
3053                     insn[i].imm == BPF_FUNC_tail_call)
3054                         subprog[cur_subprog].has_tail_call = true;
3055                 if (BPF_CLASS(code) == BPF_LD &&
3056                     (BPF_MODE(code) == BPF_ABS || BPF_MODE(code) == BPF_IND))
3057                         subprog[cur_subprog].has_ld_abs = true;
3058                 if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP && BPF_CLASS(code) != BPF_JMP32)
3059                         goto next;
3060                 if (BPF_OP(code) == BPF_EXIT || BPF_OP(code) == BPF_CALL)
3061                         goto next;
3062                 if (code == (BPF_JMP32 | BPF_JA))
3063                         off = i + insn[i].imm + 1;
3064                 else
3065                         off = i + insn[i].off + 1;
3066                 if (off < subprog_start || off >= subprog_end) {
3067                         verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", i, off);
3068                         return -EINVAL;
3069                 }
3070 next:
3071                 if (i == subprog_end - 1) {
3072                         /* to avoid fall-through from one subprog into another
3073                          * the last insn of the subprog should be either exit
3074                          * or unconditional jump back
3075                          */
3076                         if (code != (BPF_JMP | BPF_EXIT) &&
3077                             code != (BPF_JMP32 | BPF_JA) &&
3078                             code != (BPF_JMP | BPF_JA)) {
3079                                 verbose(env, "last insn is not an exit or jmp\n");
3080                                 return -EINVAL;
3081                         }
3082                         subprog_start = subprog_end;
3083                         cur_subprog++;
3084                         if (cur_subprog < env->subprog_cnt)
3085                                 subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
3086                 }
3087         }
3088         return 0;
3089 }
3090
3091 /* Parentage chain of this register (or stack slot) should take care of all
3092  * issues like callee-saved registers, stack slot allocation time, etc.
3093  */
3094 static int mark_reg_read(struct bpf_verifier_env *env,
3095                          const struct bpf_reg_state *state,
3096                          struct bpf_reg_state *parent, u8 flag)
3097 {
3098         bool writes = parent == state->parent; /* Observe write marks */
3099         int cnt = 0;
3100
3101         while (parent) {
3102                 /* if read wasn't screened by an earlier write ... */
3103                 if (writes && state->live & REG_LIVE_WRITTEN)
3104                         break;
3105                 if (parent->live & REG_LIVE_DONE) {
3106                         verbose(env, "verifier BUG type %s var_off %lld off %d\n",
3107                                 reg_type_str(env, parent->type),
3108                                 parent->var_off.value, parent->off);
3109                         return -EFAULT;
3110                 }
3111                 /* The first condition is more likely to be true than the
3112                  * second, checked it first.
3113                  */
3114                 if ((parent->live & REG_LIVE_READ) == flag ||
3115                     parent->live & REG_LIVE_READ64)
3116                         /* The parentage chain never changes and
3117                          * this parent was already marked as LIVE_READ.
3118                          * There is no need to keep walking the chain again and
3119                          * keep re-marking all parents as LIVE_READ.
3120                          * This case happens when the same register is read
3121                          * multiple times without writes into it in-between.
3122                          * Also, if parent has the stronger REG_LIVE_READ64 set,
3123                          * then no need to set the weak REG_LIVE_READ32.
3124                          */
3125                         break;
3126                 /* ... then we depend on parent's value */
3127                 parent->live |= flag;
3128                 /* REG_LIVE_READ64 overrides REG_LIVE_READ32. */
3129                 if (flag == REG_LIVE_READ64)
3130                         parent->live &= ~REG_LIVE_READ32;
3131                 state = parent;
3132                 parent = state->parent;
3133                 writes = true;
3134                 cnt++;
3135         }
3136
3137         if (env->longest_mark_read_walk < cnt)
3138                 env->longest_mark_read_walk = cnt;
3139         return 0;
3140 }
3141
3142 static int mark_dynptr_read(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
3143 {
3144         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
3145         int spi, ret;
3146
3147         /* For CONST_PTR_TO_DYNPTR, it must have already been done by
3148          * check_reg_arg in check_helper_call and mark_btf_func_reg_size in
3149          * check_kfunc_call.
3150          */
3151         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
3152                 return 0;
3153         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
3154         if (spi < 0)
3155                 return spi;
3156         /* Caller ensures dynptr is valid and initialized, which means spi is in
3157          * bounds and spi is the first dynptr slot. Simply mark stack slot as
3158          * read.
3159          */
3160         ret = mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
3161                             state->stack[spi].spilled_ptr.parent, REG_LIVE_READ64);
3162         if (ret)
3163                 return ret;
3164         return mark_reg_read(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr,
3165                              state->stack[spi - 1].spilled_ptr.parent, REG_LIVE_READ64);
3166 }
3167
3168 static int mark_iter_read(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
3169                           int spi, int nr_slots)
3170 {
3171         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
3172         int err, i;
3173
3174         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
3175                 struct bpf_reg_state *st = &state->stack[spi - i].spilled_ptr;
3176
3177                 err = mark_reg_read(env, st, st->parent, REG_LIVE_READ64);
3178                 if (err)
3179                         return err;
3180
3181                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
3182         }
3183
3184         return 0;
3185 }
3186
3187 /* This function is supposed to be used by the following 32-bit optimization
3188  * code only. It returns TRUE if the source or destination register operates
3189  * on 64-bit, otherwise return FALSE.
3190  */
3191 static bool is_reg64(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
3192                      u32 regno, struct bpf_reg_state *reg, enum reg_arg_type t)
3193 {
3194         u8 code, class, op;
3195
3196         code = insn->code;
3197         class = BPF_CLASS(code);
3198         op = BPF_OP(code);
3199         if (class == BPF_JMP) {
3200                 /* BPF_EXIT for "main" will reach here. Return TRUE
3201                  * conservatively.
3202                  */
3203                 if (op == BPF_EXIT)
3204                         return true;
3205                 if (op == BPF_CALL) {
3206                         /* BPF to BPF call will reach here because of marking
3207                          * caller saved clobber with DST_OP_NO_MARK for which we
3208                          * don't care the register def because they are anyway
3209                          * marked as NOT_INIT already.
3210                          */
3211                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
3212                                 return false;
3213                         /* Helper call will reach here because of arg type
3214                          * check, conservatively return TRUE.
3215                          */
3216                         if (t == SRC_OP)
3217                                 return true;
3218
3219                         return false;
3220                 }
3221         }
3222
3223         if (class == BPF_ALU64 && op == BPF_END && (insn->imm == 16 || insn->imm == 32))
3224                 return false;
3225
3226         if (class == BPF_ALU64 || class == BPF_JMP ||
3227             (class == BPF_ALU && op == BPF_END && insn->imm == 64))
3228                 return true;
3229
3230         if (class == BPF_ALU || class == BPF_JMP32)
3231                 return false;
3232
3233         if (class == BPF_LDX) {
3234                 if (t != SRC_OP)
3235                         return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
3236                 /* LDX source must be ptr. */
3237                 return true;
3238         }
3239
3240         if (class == BPF_STX) {
3241                 /* BPF_STX (including atomic variants) has multiple source
3242                  * operands, one of which is a ptr. Check whether the caller is
3243                  * asking about it.
3244                  */
3245                 if (t == SRC_OP && reg->type != SCALAR_VALUE)
3246                         return true;
3247                 return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
3248         }
3249
3250         if (class == BPF_LD) {
3251                 u8 mode = BPF_MODE(code);
3252
3253                 /* LD_IMM64 */
3254                 if (mode == BPF_IMM)
3255                         return true;
3256
3257                 /* Both LD_IND and LD_ABS return 32-bit data. */
3258                 if (t != SRC_OP)
3259                         return  false;
3260
3261                 /* Implicit ctx ptr. */
3262                 if (regno == BPF_REG_6)
3263                         return true;
3264
3265                 /* Explicit source could be any width. */
3266                 return true;
3267         }
3268
3269         if (class == BPF_ST)
3270                 /* The only source register for BPF_ST is a ptr. */
3271                 return true;
3272
3273         /* Conservatively return true at default. */
3274         return true;
3275 }
3276
3277 /* Return the regno defined by the insn, or -1. */
3278 static int insn_def_regno(const struct bpf_insn *insn)
3279 {
3280         switch (BPF_CLASS(insn->code)) {
3281         case BPF_JMP:
3282         case BPF_JMP32:
3283         case BPF_ST:
3284                 return -1;
3285         case BPF_STX:
3286                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
3287                     (insn->imm & BPF_FETCH)) {
3288                         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
3289                                 return BPF_REG_0;
3290                         else
3291                                 return insn->src_reg;
3292                 } else {
3293                         return -1;
3294                 }
3295         default:
3296                 return insn->dst_reg;
3297         }
3298 }
3299
3300 /* Return TRUE if INSN has defined any 32-bit value explicitly. */
3301 static bool insn_has_def32(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
3302 {
3303         int dst_reg = insn_def_regno(insn);
3304
3305         if (dst_reg == -1)
3306                 return false;
3307
3308         return !is_reg64(env, insn, dst_reg, NULL, DST_OP);
3309 }
3310
3311 static void mark_insn_zext(struct bpf_verifier_env *env,
3312                            struct bpf_reg_state *reg)
3313 {
3314         s32 def_idx = reg->subreg_def;
3315
3316         if (def_idx == DEF_NOT_SUBREG)
3317                 return;
3318
3319         env->insn_aux_data[def_idx - 1].zext_dst = true;
3320         /* The dst will be zero extended, so won't be sub-register anymore. */
3321         reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
3322 }
3323
3324 static int check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3325                          enum reg_arg_type t)
3326 {
3327         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3328         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3329         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + env->insn_idx;
3330         struct bpf_reg_state *reg, *regs = state->regs;
3331         bool rw64;
3332
3333         if (regno >= MAX_BPF_REG) {
3334                 verbose(env, "R%d is invalid\n", regno);
3335                 return -EINVAL;
3336         }
3337
3338         mark_reg_scratched(env, regno);
3339
3340         reg = &regs[regno];
3341         rw64 = is_reg64(env, insn, regno, reg, t);
3342         if (t == SRC_OP) {
3343                 /* check whether register used as source operand can be read */
3344                 if (reg->type == NOT_INIT) {
3345                         verbose(env, "R%d !read_ok\n", regno);
3346                         return -EACCES;
3347                 }
3348                 /* We don't need to worry about FP liveness because it's read-only */
3349                 if (regno == BPF_REG_FP)
3350                         return 0;
3351
3352                 if (rw64)
3353                         mark_insn_zext(env, reg);
3354
3355                 return mark_reg_read(env, reg, reg->parent,
3356                                      rw64 ? REG_LIVE_READ64 : REG_LIVE_READ32);
3357         } else {
3358                 /* check whether register used as dest operand can be written to */
3359                 if (regno == BPF_REG_FP) {
3360                         verbose(env, "frame pointer is read only\n");
3361                         return -EACCES;
3362                 }
3363                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3364                 reg->subreg_def = rw64 ? DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
3365                 if (t == DST_OP)
3366                         mark_reg_unknown(env, regs, regno);
3367         }
3368         return 0;
3369 }
3370
3371 static void mark_jmp_point(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
3372 {
3373         env->insn_aux_data[idx].jmp_point = true;
3374 }
3375
3376 static bool is_jmp_point(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
3377 {
3378         return env->insn_aux_data[insn_idx].jmp_point;
3379 }
3380
3381 /* for any branch, call, exit record the history of jmps in the given state */
3382 static int push_jmp_history(struct bpf_verifier_env *env,
3383                             struct bpf_verifier_state *cur)
3384 {
3385         u32 cnt = cur->jmp_history_cnt;
3386         struct bpf_idx_pair *p;
3387         size_t alloc_size;
3388
3389         if (!is_jmp_point(env, env->insn_idx))
3390                 return 0;
3391
3392         cnt++;
3393         alloc_size = kmalloc_size_roundup(size_mul(cnt, sizeof(*p)));
3394         p = krealloc(cur->jmp_history, alloc_size, GFP_USER);
3395         if (!p)
3396                 return -ENOMEM;
3397         p[cnt - 1].idx = env->insn_idx;
3398         p[cnt - 1].prev_idx = env->prev_insn_idx;
3399         cur->jmp_history = p;
3400         cur->jmp_history_cnt = cnt;
3401         return 0;
3402 }
3403
3404 /* Backtrack one insn at a time. If idx is not at the top of recorded
3405  * history then previous instruction came from straight line execution.
3406  * Return -ENOENT if we exhausted all instructions within given state.
3407  *
3408  * It's legal to have a bit of a looping with the same starting and ending
3409  * insn index within the same state, e.g.: 3->4->5->3, so just because current
3410  * instruction index is the same as state's first_idx doesn't mean we are
3411  * done. If there is still some jump history left, we should keep going. We
3412  * need to take into account that we might have a jump history between given
3413  * state's parent and itself, due to checkpointing. In this case, we'll have
3414  * history entry recording a jump from last instruction of parent state and
3415  * first instruction of given state.
3416  */
3417 static int get_prev_insn_idx(struct bpf_verifier_state *st, int i,
3418                              u32 *history)
3419 {
3420         u32 cnt = *history;
3421
3422         if (i == st->first_insn_idx) {
3423                 if (cnt == 0)
3424                         return -ENOENT;
3425                 if (cnt == 1 && st->jmp_history[0].idx == i)
3426                         return -ENOENT;
3427         }
3428
3429         if (cnt && st->jmp_history[cnt - 1].idx == i) {
3430                 i = st->jmp_history[cnt - 1].prev_idx;
3431                 (*history)--;
3432         } else {
3433                 i--;
3434         }
3435         return i;
3436 }
3437
3438 static const char *disasm_kfunc_name(void *data, const struct bpf_insn *insn)
3439 {
3440         const struct btf_type *func;
3441         struct btf *desc_btf;
3442
3443         if (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
3444                 return NULL;
3445
3446         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(data, insn->off);
3447         if (IS_ERR(desc_btf))
3448                 return "<error>";
3449
3450         func = btf_type_by_id(desc_btf, insn->imm);
3451         return btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
3452 }
3453
3454 static inline void bt_init(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3455 {
3456         bt->frame = frame;
3457 }
3458
3459 static inline void bt_reset(struct backtrack_state *bt)
3460 {
3461         struct bpf_verifier_env *env = bt->env;
3462
3463         memset(bt, 0, sizeof(*bt));
3464         bt->env = env;
3465 }
3466
3467 static inline u32 bt_empty(struct backtrack_state *bt)
3468 {
3469         u64 mask = 0;
3470         int i;
3471
3472         for (i = 0; i <= bt->frame; i++)
3473                 mask |= bt->reg_masks[i] | bt->stack_masks[i];
3474
3475         return mask == 0;
3476 }
3477
3478 static inline int bt_subprog_enter(struct backtrack_state *bt)
3479 {
3480         if (bt->frame == MAX_CALL_FRAMES - 1) {
3481                 verbose(bt->env, "BUG subprog enter from frame %d\n", bt->frame);
3482                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3483                 return -EFAULT;
3484         }
3485         bt->frame++;
3486         return 0;
3487 }
3488
3489 static inline int bt_subprog_exit(struct backtrack_state *bt)
3490 {
3491         if (bt->frame == 0) {
3492                 verbose(bt->env, "BUG subprog exit from frame 0\n");
3493                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3494                 return -EFAULT;
3495         }
3496         bt->frame--;
3497         return 0;
3498 }
3499
3500 static inline void bt_set_frame_reg(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 reg)
3501 {
3502         bt->reg_masks[frame] |= 1 << reg;
3503 }
3504
3505 static inline void bt_clear_frame_reg(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 reg)
3506 {
3507         bt->reg_masks[frame] &= ~(1 << reg);
3508 }
3509
3510 static inline void bt_set_reg(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3511 {
3512         bt_set_frame_reg(bt, bt->frame, reg);
3513 }
3514
3515 static inline void bt_clear_reg(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3516 {
3517         bt_clear_frame_reg(bt, bt->frame, reg);
3518 }
3519
3520 static inline void bt_set_frame_slot(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 slot)
3521 {
3522         bt->stack_masks[frame] |= 1ull << slot;
3523 }
3524
3525 static inline void bt_clear_frame_slot(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 slot)
3526 {
3527         bt->stack_masks[frame] &= ~(1ull << slot);
3528 }
3529
3530 static inline void bt_set_slot(struct backtrack_state *bt, u32 slot)
3531 {
3532         bt_set_frame_slot(bt, bt->frame, slot);
3533 }
3534
3535 static inline void bt_clear_slot(struct backtrack_state *bt, u32 slot)
3536 {
3537         bt_clear_frame_slot(bt, bt->frame, slot);
3538 }
3539
3540 static inline u32 bt_frame_reg_mask(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3541 {
3542         return bt->reg_masks[frame];
3543 }
3544
3545 static inline u32 bt_reg_mask(struct backtrack_state *bt)
3546 {
3547         return bt->reg_masks[bt->frame];
3548 }
3549
3550 static inline u64 bt_frame_stack_mask(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3551 {
3552         return bt->stack_masks[frame];
3553 }
3554
3555 static inline u64 bt_stack_mask(struct backtrack_state *bt)
3556 {
3557         return bt->stack_masks[bt->frame];
3558 }
3559
3560 static inline bool bt_is_reg_set(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3561 {
3562         return bt->reg_masks[bt->frame] & (1 << reg);
3563 }
3564
3565 static inline bool bt_is_slot_set(struct backtrack_state *bt, u32 slot)
3566 {
3567         return bt->stack_masks[bt->frame] & (1ull << slot);
3568 }
3569
3570 /* format registers bitmask, e.g., "r0,r2,r4" for 0x15 mask */
3571 static void fmt_reg_mask(char *buf, ssize_t buf_sz, u32 reg_mask)
3572 {
3573         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3574         bool first = true;
3575         int i, n;
3576
3577         buf[0] = '\0';
3578
3579         bitmap_from_u64(mask, reg_mask);
3580         for_each_set_bit(i, mask, 32) {
3581                 n = snprintf(buf, buf_sz, "%sr%d", first ? "" : ",", i);
3582                 first = false;
3583                 buf += n;
3584                 buf_sz -= n;
3585                 if (buf_sz < 0)
3586                         break;
3587         }
3588 }
3589 /* format stack slots bitmask, e.g., "-8,-24,-40" for 0x15 mask */
3590 static void fmt_stack_mask(char *buf, ssize_t buf_sz, u64 stack_mask)
3591 {
3592         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3593         bool first = true;
3594         int i, n;
3595
3596         buf[0] = '\0';
3597
3598         bitmap_from_u64(mask, stack_mask);
3599         for_each_set_bit(i, mask, 64) {
3600                 n = snprintf(buf, buf_sz, "%s%d", first ? "" : ",", -(i + 1) * 8);
3601                 first = false;
3602                 buf += n;
3603                 buf_sz -= n;
3604                 if (buf_sz < 0)
3605                         break;
3606         }
3607 }
3608
3609 /* For given verifier state backtrack_insn() is called from the last insn to
3610  * the first insn. Its purpose is to compute a bitmask of registers and
3611  * stack slots that needs precision in the parent verifier state.
3612  *
3613  * @idx is an index of the instruction we are currently processing;
3614  * @subseq_idx is an index of the subsequent instruction that:
3615  *   - *would be* executed next, if jump history is viewed in forward order;
3616  *   - *was* processed previously during backtracking.
3617  */
3618 static int backtrack_insn(struct bpf_verifier_env *env, int idx, int subseq_idx,
3619                           struct backtrack_state *bt)
3620 {
3621         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
3622                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
3623                 .cb_print       = verbose,
3624                 .private_data   = env,
3625         };
3626         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + idx;
3627         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
3628         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
3629         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
3630         u32 dreg = insn->dst_reg;
3631         u32 sreg = insn->src_reg;
3632         u32 spi, i;
3633
3634         if (insn->code == 0)
3635                 return 0;
3636         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3637                 fmt_reg_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, bt_reg_mask(bt));
3638                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: regs=%s ",
3639                         bt->frame, env->tmp_str_buf);
3640                 fmt_stack_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, bt_stack_mask(bt));
3641                 verbose(env, "stack=%s before ", env->tmp_str_buf);
3642                 verbose(env, "%d: ", idx);
3643                 print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
3644         }
3645
3646         if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
3647                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3648                         return 0;
3649                 if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
3650                         /* sreg is reserved and unused
3651                          * dreg still need precision before this insn
3652                          */
3653                         return 0;
3654                 } else if (opcode == BPF_MOV) {
3655                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3656                                 /* dreg = sreg or dreg = (s8, s16, s32)sreg
3657                                  * dreg needs precision after this insn
3658                                  * sreg needs precision before this insn
3659                                  */
3660                                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3661                                 bt_set_reg(bt, sreg);
3662                         } else {
3663                                 /* dreg = K
3664                                  * dreg needs precision after this insn.
3665                                  * Corresponding register is already marked
3666                                  * as precise=true in this verifier state.
3667                                  * No further markings in parent are necessary
3668                                  */
3669                                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3670                         }
3671                 } else {
3672                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3673                                 /* dreg += sreg
3674                                  * both dreg and sreg need precision
3675                                  * before this insn
3676                                  */
3677                                 bt_set_reg(bt, sreg);
3678                         } /* else dreg += K
3679                            * dreg still needs precision before this insn
3680                            */
3681                 }
3682         } else if (class == BPF_LDX) {
3683                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3684                         return 0;
3685                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3686
3687                 /* scalars can only be spilled into stack w/o losing precision.
3688                  * Load from any other memory can be zero extended.
3689                  * The desire to keep that precision is already indicated
3690                  * by 'precise' mark in corresponding register of this state.
3691                  * No further tracking necessary.
3692                  */
3693                 if (insn->src_reg != BPF_REG_FP)
3694                         return 0;
3695
3696                 /* dreg = *(u64 *)[fp - off] was a fill from the stack.
3697                  * that [fp - off] slot contains scalar that needs to be
3698                  * tracked with precision
3699                  */
3700                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
3701                 if (spi >= 64) {
3702                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
3703                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3704                         return -EFAULT;
3705                 }
3706                 bt_set_slot(bt, spi);
3707         } else if (class == BPF_STX || class == BPF_ST) {
3708                 if (bt_is_reg_set(bt, dreg))
3709                         /* stx & st shouldn't be using _scalar_ dst_reg
3710                          * to access memory. It means backtracking
3711                          * encountered a case of pointer subtraction.
3712                          */
3713                         return -ENOTSUPP;
3714                 /* scalars can only be spilled into stack */
3715                 if (insn->dst_reg != BPF_REG_FP)
3716                         return 0;
3717                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
3718                 if (spi >= 64) {
3719                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
3720                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3721                         return -EFAULT;
3722                 }
3723                 if (!bt_is_slot_set(bt, spi))
3724                         return 0;
3725                 bt_clear_slot(bt, spi);
3726                 if (class == BPF_STX)
3727                         bt_set_reg(bt, sreg);
3728         } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
3729                 if (bpf_pseudo_call(insn)) {
3730                         int subprog_insn_idx, subprog;
3731
3732                         subprog_insn_idx = idx + insn->imm + 1;
3733                         subprog = find_subprog(env, subprog_insn_idx);
3734                         if (subprog < 0)
3735                                 return -EFAULT;
3736
3737                         if (subprog_is_global(env, subprog)) {
3738                                 /* check that jump history doesn't have any
3739                                  * extra instructions from subprog; the next
3740                                  * instruction after call to global subprog
3741                                  * should be literally next instruction in
3742                                  * caller program
3743                                  */
3744                                 WARN_ONCE(idx + 1 != subseq_idx, "verifier backtracking bug");
3745                                 /* r1-r5 are invalidated after subprog call,
3746                                  * so for global func call it shouldn't be set
3747                                  * anymore
3748                                  */
3749                                 if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3750                                         verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3751                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3752                                         return -EFAULT;
3753                                 }
3754                                 /* global subprog always sets R0 */
3755                                 bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3756                                 return 0;
3757                         } else {
3758                                 /* static subprog call instruction, which
3759                                  * means that we are exiting current subprog,
3760                                  * so only r1-r5 could be still requested as
3761                                  * precise, r0 and r6-r10 or any stack slot in
3762                                  * the current frame should be zero by now
3763                                  */
3764                                 if (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) {
3765                                         verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3766                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3767                                         return -EFAULT;
3768                                 }
3769                                 /* we don't track register spills perfectly,
3770                                  * so fallback to force-precise instead of failing */
3771                                 if (bt_stack_mask(bt) != 0)
3772                                         return -ENOTSUPP;
3773                                 /* propagate r1-r5 to the caller */
3774                                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
3775                                         if (bt_is_reg_set(bt, i)) {
3776                                                 bt_clear_reg(bt, i);
3777                                                 bt_set_frame_reg(bt, bt->frame - 1, i);
3778                                         }
3779                                 }
3780                                 if (bt_subprog_exit(bt))
3781                                         return -EFAULT;
3782                                 return 0;
3783                         }
3784                 } else if ((bpf_helper_call(insn) &&
3785                             is_callback_calling_function(insn->imm) &&
3786                             !is_async_callback_calling_function(insn->imm)) ||
3787                            (bpf_pseudo_kfunc_call(insn) && is_callback_calling_kfunc(insn->imm))) {
3788                         /* callback-calling helper or kfunc call, which means
3789                          * we are exiting from subprog, but unlike the subprog
3790                          * call handling above, we shouldn't propagate
3791                          * precision of r1-r5 (if any requested), as they are
3792                          * not actually arguments passed directly to callback
3793                          * subprogs
3794                          */
3795                         if (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) {
3796                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3797                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3798                                 return -EFAULT;
3799                         }
3800                         if (bt_stack_mask(bt) != 0)
3801                                 return -ENOTSUPP;
3802                         /* clear r1-r5 in callback subprog's mask */
3803                         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
3804                                 bt_clear_reg(bt, i);
3805                         if (bt_subprog_exit(bt))
3806                                 return -EFAULT;
3807                         return 0;
3808                 } else if (opcode == BPF_CALL) {
3809                         /* kfunc with imm==0 is invalid and fixup_kfunc_call will
3810                          * catch this error later. Make backtracking conservative
3811                          * with ENOTSUPP.
3812                          */
3813                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL && insn->imm == 0)
3814                                 return -ENOTSUPP;
3815                         /* regular helper call sets R0 */
3816                         bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3817                         if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3818                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
3819                                  * they should have been found already.
3820                                  */
3821                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3822                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3823                                 return -EFAULT;
3824                         }
3825                 } else if (opcode == BPF_EXIT) {
3826                         bool r0_precise;
3827
3828                         if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3829                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
3830                                  * they should have been found already.
3831                                  */
3832                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3833                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3834                                 return -EFAULT;
3835                         }
3836
3837                         /* BPF_EXIT in subprog or callback always returns
3838                          * right after the call instruction, so by checking
3839                          * whether the instruction at subseq_idx-1 is subprog
3840                          * call or not we can distinguish actual exit from
3841                          * *subprog* from exit from *callback*. In the former
3842                          * case, we need to propagate r0 precision, if
3843                          * necessary. In the former we never do that.
3844                          */
3845                         r0_precise = subseq_idx - 1 >= 0 &&
3846                                      bpf_pseudo_call(&env->prog->insnsi[subseq_idx - 1]) &&
3847                                      bt_is_reg_set(bt, BPF_REG_0);
3848
3849                         bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3850                         if (bt_subprog_enter(bt))
3851                                 return -EFAULT;
3852
3853                         if (r0_precise)
3854                                 bt_set_reg(bt, BPF_REG_0);
3855                         /* r6-r9 and stack slots will stay set in caller frame
3856                          * bitmasks until we return back from callee(s)
3857                          */
3858                         return 0;
3859                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3860                         if (!bt_is_reg_set(bt, dreg) && !bt_is_reg_set(bt, sreg))
3861                                 return 0;
3862                         /* dreg <cond> sreg
3863                          * Both dreg and sreg need precision before
3864                          * this insn. If only sreg was marked precise
3865                          * before it would be equally necessary to
3866                          * propagate it to dreg.
3867                          */
3868                         bt_set_reg(bt, dreg);
3869                         bt_set_reg(bt, sreg);
3870                          /* else dreg <cond> K
3871                           * Only dreg still needs precision before
3872                           * this insn, so for the K-based conditional
3873                           * there is nothing new to be marked.
3874                           */
3875                 }
3876         } else if (class == BPF_LD) {
3877                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3878                         return 0;
3879                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3880                 /* It's ld_imm64 or ld_abs or ld_ind.
3881                  * For ld_imm64 no further tracking of precision
3882                  * into parent is necessary
3883                  */
3884                 if (mode == BPF_IND || mode == BPF_ABS)
3885                         /* to be analyzed */
3886                         return -ENOTSUPP;
3887         }
3888         return 0;
3889 }
3890
3891 /* the scalar precision tracking algorithm:
3892  * . at the start all registers have precise=false.
3893  * . scalar ranges are tracked as normal through alu and jmp insns.
3894  * . once precise value of the scalar register is used in:
3895  *   .  ptr + scalar alu
3896  *   . if (scalar cond K|scalar)
3897  *   .  helper_call(.., scalar, ...) where ARG_CONST is expected
3898  *   backtrack through the verifier states and mark all registers and
3899  *   stack slots with spilled constants that these scalar regisers
3900  *   should be precise.
3901  * . during state pruning two registers (or spilled stack slots)
3902  *   are equivalent if both are not precise.
3903  *
3904  * Note the verifier cannot simply walk register parentage chain,
3905  * since many different registers and stack slots could have been
3906  * used to compute single precise scalar.
3907  *
3908  * The approach of starting with precise=true for all registers and then
3909  * backtrack to mark a register as not precise when the verifier detects
3910  * that program doesn't care about specific value (e.g., when helper
3911  * takes register as ARG_ANYTHING parameter) is not safe.
3912  *
3913  * It's ok to walk single parentage chain of the verifier states.
3914  * It's possible that this backtracking will go all the way till 1st insn.
3915  * All other branches will be explored for needing precision later.
3916  *
3917  * The backtracking needs to deal with cases like:
3918  *   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)
3919  * r9 -= r8
3920  * r5 = r9
3921  * if r5 > 0x79f goto pc+7
3922  *    R5_w=inv(id=0,umax_value=1951,var_off=(0x0; 0x7ff))
3923  * r5 += 1
3924  * ...
3925  * call bpf_perf_event_output#25
3926  *   where .arg5_type = ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO
3927  *
3928  * and this case:
3929  * r6 = 1
3930  * call foo // uses callee's r6 inside to compute r0
3931  * r0 += r6
3932  * if r0 == 0 goto
3933  *
3934  * to track above reg_mask/stack_mask needs to be independent for each frame.
3935  *
3936  * Also if parent's curframe > frame where backtracking started,
3937  * the verifier need to mark registers in both frames, otherwise callees
3938  * may incorrectly prune callers. This is similar to
3939  * commit 7640ead93924 ("bpf: verifier: make sure callees don't prune with caller differences")
3940  *
3941  * For now backtracking falls back into conservative marking.
3942  */
3943 static void mark_all_scalars_precise(struct bpf_verifier_env *env,
3944                                      struct bpf_verifier_state *st)
3945 {
3946         struct bpf_func_state *func;
3947         struct bpf_reg_state *reg;
3948         int i, j;
3949
3950         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3951                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: falling back to forcing all scalars precise\n",
3952                         st->curframe);
3953         }
3954
3955         /* big hammer: mark all scalars precise in this path.
3956          * pop_stack may still get !precise scalars.
3957          * We also skip current state and go straight to first parent state,
3958          * because precision markings in current non-checkpointed state are
3959          * not needed. See why in the comment in __mark_chain_precision below.
3960          */
3961         for (st = st->parent; st; st = st->parent) {
3962                 for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
3963                         func = st->frame[i];
3964                         for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
3965                                 reg = &func->regs[j];
3966                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE || reg->precise)
3967                                         continue;
3968                                 reg->precise = true;
3969                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3970                                         verbose(env, "force_precise: frame%d: forcing r%d to be precise\n",
3971                                                 i, j);
3972                                 }
3973                         }
3974                         for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
3975                                 if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
3976                                         continue;
3977                                 reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
3978                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE || reg->precise)
3979                                         continue;
3980                                 reg->precise = true;
3981                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3982                                         verbose(env, "force_precise: frame%d: forcing fp%d to be precise\n",
3983                                                 i, -(j + 1) * 8);
3984                                 }
3985                         }
3986                 }
3987         }
3988 }
3989
3990 static void mark_all_scalars_imprecise(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
3991 {
3992         struct bpf_func_state *func;
3993         struct bpf_reg_state *reg;
3994         int i, j;
3995
3996         for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
3997                 func = st->frame[i];
3998                 for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
3999                         reg = &func->regs[j];
4000                         if (reg->type != SCALAR_VALUE)
4001                                 continue;
4002                         reg->precise = false;
4003                 }
4004                 for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
4005                         if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
4006                                 continue;
4007                         reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
4008                         if (reg->type != SCALAR_VALUE)
4009                                 continue;
4010                         reg->precise = false;
4011                 }
4012         }
4013 }
4014
4015 static bool idset_contains(struct bpf_idset *s, u32 id)
4016 {
4017         u32 i;
4018
4019         for (i = 0; i < s->count; ++i)
4020                 if (s->ids[i] == id)
4021                         return true;
4022
4023         return false;
4024 }
4025
4026 static int idset_push(struct bpf_idset *s, u32 id)
4027 {
4028         if (WARN_ON_ONCE(s->count >= ARRAY_SIZE(s->ids)))
4029                 return -EFAULT;
4030         s->ids[s->count++] = id;
4031         return 0;
4032 }
4033
4034 static void idset_reset(struct bpf_idset *s)
4035 {
4036         s->count = 0;
4037 }
4038
4039 /* Collect a set of IDs for all registers currently marked as precise in env->bt.
4040  * Mark all registers with these IDs as precise.
4041  */
4042 static int mark_precise_scalar_ids(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
4043 {
4044         struct bpf_idset *precise_ids = &env->idset_scratch;
4045         struct backtrack_state *bt = &env->bt;
4046         struct bpf_func_state *func;
4047         struct bpf_reg_state *reg;
4048         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
4049         int i, fr;
4050
4051         idset_reset(precise_ids);
4052
4053         for (fr = bt->frame; fr >= 0; fr--) {
4054                 func = st->frame[fr];
4055
4056                 bitmap_from_u64(mask, bt_frame_reg_mask(bt, fr));
4057                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
4058                         reg = &func->regs[i];
4059                         if (!reg->id || reg->type != SCALAR_VALUE)
4060                                 continue;
4061                         if (idset_push(precise_ids, reg->id))
4062                                 return -EFAULT;
4063                 }
4064
4065                 bitmap_from_u64(mask, bt_frame_stack_mask(bt, fr));
4066                 for_each_set_bit(i, mask, 64) {
4067                         if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE)
4068                                 break;
4069                         if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i]))
4070                                 continue;
4071                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
4072                         if (!reg->id)
4073                                 continue;
4074                         if (idset_push(precise_ids, reg->id))
4075                                 return -EFAULT;
4076                 }
4077         }
4078
4079         for (fr = 0; fr <= st->curframe; ++fr) {
4080                 func = st->frame[fr];
4081
4082                 for (i = BPF_REG_0; i < BPF_REG_10; ++i) {
4083                         reg = &func->regs[i];
4084                         if (!reg->id)
4085                                 continue;
4086                         if (!idset_contains(precise_ids, reg->id))
4087                                 continue;
4088                         bt_set_frame_reg(bt, fr, i);
4089                 }
4090                 for (i = 0; i < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; ++i) {
4091                         if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i]))
4092                                 continue;
4093                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
4094                         if (!reg->id)
4095                                 continue;
4096                         if (!idset_contains(precise_ids, reg->id))
4097                                 continue;
4098                         bt_set_frame_slot(bt, fr, i);
4099                 }
4100         }
4101
4102         return 0;
4103 }
4104
4105 /*
4106  * __mark_chain_precision() backtracks BPF program instruction sequence and
4107  * chain of verifier states making sure that register *regno* (if regno >= 0)
4108  * and/or stack slot *spi* (if spi >= 0) are marked as precisely tracked
4109  * SCALARS, as well as any other registers and slots that contribute to
4110  * a tracked state of given registers/stack slots, depending on specific BPF
4111  * assembly instructions (see backtrack_insns() for exact instruction handling
4112  * logic). This backtracking relies on recorded jmp_history and is able to
4113  * traverse entire chain of parent states. This process ends only when all the
4114  * necessary registers/slots and their transitive dependencies are marked as
4115  * precise.
4116  *
4117  * One important and subtle aspect is that precise marks *do not matter* in
4118  * the currently verified state (current state). It is important to understand
4119  * why this is the case.
4120  *
4121  * First, note that current state is the state that is not yet "checkpointed",
4122  * i.e., it is not yet put into env->explored_states, and it has no children
4123  * states as well. It's ephemeral, and can end up either a) being discarded if
4124  * compatible explored state is found at some point or BPF_EXIT instruction is
4125  * reached or b) checkpointed and put into env->explored_states, branching out
4126  * into one or more children states.
4127  *
4128  * In the former case, precise markings in current state are completely
4129  * ignored by state comparison code (see regsafe() for details). Only
4130  * checkpointed ("old") state precise markings are important, and if old
4131  * state's register/slot is precise, regsafe() assumes current state's
4132  * register/slot as precise and checks value ranges exactly and precisely. If
4133  * states turn out to be compatible, current state's necessary precise
4134  * markings and any required parent states' precise markings are enforced
4135  * after the fact with propagate_precision() logic, after the fact. But it's
4136  * important to realize that in this case, even after marking current state
4137  * registers/slots as precise, we immediately discard current state. So what
4138  * actually matters is any of the precise markings propagated into current
4139  * state's parent states, which are always checkpointed (due to b) case above).
4140  * As such, for scenario a) it doesn't matter if current state has precise
4141  * markings set or not.
4142  *
4143  * Now, for the scenario b), checkpointing and forking into child(ren)
4144  * state(s). Note that before current state gets to checkpointing step, any
4145  * processed instruction always assumes precise SCALAR register/slot
4146  * knowledge: if precise value or range is useful to prune jump branch, BPF
4147  * verifier takes this opportunity enthusiastically. Similarly, when
4148  * register's value is used to calculate offset or memory address, exact
4149  * knowledge of SCALAR range is assumed, checked, and enforced. So, similar to
4150  * what we mentioned above about state comparison ignoring precise markings
4151  * during state comparison, BPF verifier ignores and also assumes precise
4152  * markings *at will* during instruction verification process. But as verifier
4153  * assumes precision, it also propagates any precision dependencies across
4154  * parent states, which are not yet finalized, so can be further restricted
4155  * based on new knowledge gained from restrictions enforced by their children
4156  * states. This is so that once those parent states are finalized, i.e., when
4157  * they have no more active children state, state comparison logic in
4158  * is_state_visited() would enforce strict and precise SCALAR ranges, if
4159  * required for correctness.
4160  *
4161  * To build a bit more intuition, note also that once a state is checkpointed,
4162  * the path we took to get to that state is not important. This is crucial
4163  * property for state pruning. When state is checkpointed and finalized at
4164  * some instruction index, it can be correctly and safely used to "short
4165  * circuit" any *compatible* state that reaches exactly the same instruction
4166  * index. I.e., if we jumped to that instruction from a completely different
4167  * code path than original finalized state was derived from, it doesn't
4168  * matter, current state can be discarded because from that instruction
4169  * forward having a compatible state will ensure we will safely reach the
4170  * exit. States describe preconditions for further exploration, but completely
4171  * forget the history of how we got here.
4172  *
4173  * This also means that even if we needed precise SCALAR range to get to
4174  * finalized state, but from that point forward *that same* SCALAR register is
4175  * never used in a precise context (i.e., it's precise value is not needed for
4176  * correctness), it's correct and safe to mark such register as "imprecise"
4177  * (i.e., precise marking set to false). This is what we rely on when we do
4178  * not set precise marking in current state. If no child state requires
4179  * precision for any given SCALAR register, it's safe to dictate that it can
4180  * be imprecise. If any child state does require this register to be precise,
4181  * we'll mark it precise later retroactively during precise markings
4182  * propagation from child state to parent states.
4183  *
4184  * Skipping precise marking setting in current state is a mild version of
4185  * relying on the above observation. But we can utilize this property even
4186  * more aggressively by proactively forgetting any precise marking in the
4187  * current state (which we inherited from the parent state), right before we
4188  * checkpoint it and branch off into new child state. This is done by
4189  * mark_all_scalars_imprecise() to hopefully get more permissive and generic
4190  * finalized states which help in short circuiting more future states.
4191  */
4192 static int __mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4193 {
4194         struct backtrack_state *bt = &env->bt;
4195         struct bpf_verifier_state *st = env->cur_state;
4196         int first_idx = st->first_insn_idx;
4197         int last_idx = env->insn_idx;
4198         int subseq_idx = -1;
4199         struct bpf_func_state *func;
4200         struct bpf_reg_state *reg;
4201         bool skip_first = true;
4202         int i, fr, err;
4203
4204         if (!env->bpf_capable)
4205                 return 0;
4206
4207         /* set frame number from which we are starting to backtrack */
4208         bt_init(bt, env->cur_state->curframe);
4209
4210         /* Do sanity checks against current state of register and/or stack
4211          * slot, but don't set precise flag in current state, as precision
4212          * tracking in the current state is unnecessary.
4213          */
4214         func = st->frame[bt->frame];
4215         if (regno >= 0) {
4216                 reg = &func->regs[regno];
4217                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4218                         WARN_ONCE(1, "backtracing misuse");
4219                         return -EFAULT;
4220                 }
4221                 bt_set_reg(bt, regno);
4222         }
4223
4224         if (bt_empty(bt))
4225                 return 0;
4226
4227         for (;;) {
4228                 DECLARE_BITMAP(mask, 64);
4229                 u32 history = st->jmp_history_cnt;
4230
4231                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
4232                         verbose(env, "mark_precise: frame%d: last_idx %d first_idx %d subseq_idx %d \n",
4233                                 bt->frame, last_idx, first_idx, subseq_idx);
4234                 }
4235
4236                 /* If some register with scalar ID is marked as precise,
4237                  * make sure that all registers sharing this ID are also precise.
4238                  * This is needed to estimate effect of find_equal_scalars().
4239                  * Do this at the last instruction of each state,
4240                  * bpf_reg_state::id fields are valid for these instructions.
4241                  *
4242                  * Allows to track precision in situation like below:
4243                  *
4244                  *     r2 = unknown value
4245                  *     ...
4246                  *   --- state #0 ---
4247                  *     ...
4248                  *     r1 = r2                 // r1 and r2 now share the same ID
4249                  *     ...
4250                  *   --- state #1 {r1.id = A, r2.id = A} ---
4251                  *     ...
4252                  *     if (r2 > 10) goto exit; // find_equal_scalars() assigns range to r1
4253                  *     ...
4254                  *   --- state #2 {r1.id = A, r2.id = A} ---
4255                  *     r3 = r10
4256                  *     r3 += r1                // need to mark both r1 and r2
4257                  */
4258                 if (mark_precise_scalar_ids(env, st))
4259                         return -EFAULT;
4260
4261                 if (last_idx < 0) {
4262                         /* we are at the entry into subprog, which
4263                          * is expected for global funcs, but only if
4264                          * requested precise registers are R1-R5
4265                          * (which are global func's input arguments)
4266                          */
4267                         if (st->curframe == 0 &&
4268                             st->frame[0]->subprogno > 0 &&
4269                             st->frame[0]->callsite == BPF_MAIN_FUNC &&
4270                             bt_stack_mask(bt) == 0 &&
4271                             (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) == 0) {
4272                                 bitmap_from_u64(mask, bt_reg_mask(bt));
4273                                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
4274                                         reg = &st->frame[0]->regs[i];
4275                                         bt_clear_reg(bt, i);
4276                                         if (reg->type == SCALAR_VALUE)
4277                                                 reg->precise = true;
4278                                 }
4279                                 return 0;
4280                         }
4281
4282                         verbose(env, "BUG backtracking func entry subprog %d reg_mask %x stack_mask %llx\n",
4283                                 st->frame[0]->subprogno, bt_reg_mask(bt), bt_stack_mask(bt));
4284                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
4285                         return -EFAULT;
4286                 }
4287
4288                 for (i = last_idx;;) {
4289                         if (skip_first) {
4290                                 err = 0;
4291                                 skip_first = false;
4292                         } else {
4293                                 err = backtrack_insn(env, i, subseq_idx, bt);
4294                         }
4295                         if (err == -ENOTSUPP) {
4296                                 mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4297                                 bt_reset(bt);
4298                                 return 0;
4299                         } else if (err) {
4300                                 return err;
4301                         }
4302                         if (bt_empty(bt))
4303                                 /* Found assignment(s) into tracked register in this state.
4304                                  * Since this state is already marked, just return.
4305                                  * Nothing to be tracked further in the parent state.
4306                                  */
4307                                 return 0;
4308                         subseq_idx = i;
4309                         i = get_prev_insn_idx(st, i, &history);
4310                         if (i == -ENOENT)
4311                                 break;
4312                         if (i >= env->prog->len) {
4313                                 /* This can happen if backtracking reached insn 0
4314                                  * and there are still reg_mask or stack_mask
4315                                  * to backtrack.
4316                                  * It means the backtracking missed the spot where
4317                                  * particular register was initialized with a constant.
4318                                  */
4319                                 verbose(env, "BUG backtracking idx %d\n", i);
4320                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
4321                                 return -EFAULT;
4322                         }
4323                 }
4324                 st = st->parent;
4325                 if (!st)
4326                         break;
4327
4328                 for (fr = bt->frame; fr >= 0; fr--) {
4329                         func = st->frame[fr];
4330                         bitmap_from_u64(mask, bt_frame_reg_mask(bt, fr));
4331                         for_each_set_bit(i, mask, 32) {
4332                                 reg = &func->regs[i];
4333                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4334                                         bt_clear_frame_reg(bt, fr, i);
4335                                         continue;
4336                                 }
4337                                 if (reg->precise)
4338                                         bt_clear_frame_reg(bt, fr, i);
4339                                 else
4340                                         reg->precise = true;
4341                         }
4342
4343                         bitmap_from_u64(mask, bt_frame_stack_mask(bt, fr));
4344                         for_each_set_bit(i, mask, 64) {
4345                                 if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE) {
4346                                         /* the sequence of instructions:
4347                                          * 2: (bf) r3 = r10
4348                                          * 3: (7b) *(u64 *)(r3 -8) = r0
4349                                          * 4: (79) r4 = *(u64 *)(r10 -8)
4350                                          * doesn't contain jmps. It's backtracked
4351                                          * as a single block.
4352                                          * During backtracking insn 3 is not recognized as
4353                                          * stack access, so at the end of backtracking
4354                                          * stack slot fp-8 is still marked in stack_mask.
4355                                          * However the parent state may not have accessed
4356                                          * fp-8 and it's "unallocated" stack space.
4357                                          * In such case fallback to conservative.
4358                                          */
4359                                         mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4360                                         bt_reset(bt);
4361                                         return 0;
4362                                 }
4363
4364                                 if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i])) {
4365                                         bt_clear_frame_slot(bt, fr, i);
4366                                         continue;
4367                                 }
4368                                 reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
4369                                 if (reg->precise)
4370                                         bt_clear_frame_slot(bt, fr, i);
4371                                 else
4372                                         reg->precise = true;
4373                         }
4374                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
4375                                 fmt_reg_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN,
4376                                              bt_frame_reg_mask(bt, fr));
4377                                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: parent state regs=%s ",
4378                                         fr, env->tmp_str_buf);
4379                                 fmt_stack_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN,
4380                                                bt_frame_stack_mask(bt, fr));
4381                                 verbose(env, "stack=%s: ", env->tmp_str_buf);
4382                                 print_verifier_state(env, func, true);
4383                         }
4384                 }
4385
4386                 if (bt_empty(bt))
4387                         return 0;
4388
4389                 subseq_idx = first_idx;
4390                 last_idx = st->last_insn_idx;
4391                 first_idx = st->first_insn_idx;
4392         }
4393
4394         /* if we still have requested precise regs or slots, we missed
4395          * something (e.g., stack access through non-r10 register), so
4396          * fallback to marking all precise
4397          */
4398         if (!bt_empty(bt)) {
4399                 mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4400                 bt_reset(bt);
4401         }
4402
4403         return 0;
4404 }
4405
4406 int mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4407 {
4408         return __mark_chain_precision(env, regno);
4409 }
4410
4411 /* mark_chain_precision_batch() assumes that env->bt is set in the caller to
4412  * desired reg and stack masks across all relevant frames
4413  */
4414 static int mark_chain_precision_batch(struct bpf_verifier_env *env)
4415 {
4416         return __mark_chain_precision(env, -1);
4417 }
4418
4419 static bool is_spillable_regtype(enum bpf_reg_type type)
4420 {
4421         switch (base_type(type)) {
4422         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4423         case PTR_TO_STACK:
4424         case PTR_TO_CTX:
4425         case PTR_TO_PACKET:
4426         case PTR_TO_PACKET_META:
4427         case PTR_TO_PACKET_END:
4428         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
4429         case CONST_PTR_TO_MAP:
4430         case PTR_TO_SOCKET:
4431         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
4432         case PTR_TO_TCP_SOCK:
4433         case PTR_TO_XDP_SOCK:
4434         case PTR_TO_BTF_ID:
4435         case PTR_TO_BUF:
4436         case PTR_TO_MEM:
4437         case PTR_TO_FUNC:
4438         case PTR_TO_MAP_KEY:
4439                 return true;
4440         default:
4441                 return false;
4442         }
4443 }
4444
4445 /* Does this register contain a constant zero? */
4446 static bool register_is_null(struct bpf_reg_state *reg)
4447 {
4448         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
4449 }
4450
4451 static bool register_is_const(struct bpf_reg_state *reg)
4452 {
4453         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off);
4454 }
4455
4456 static bool __is_scalar_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
4457 {
4458         return tnum_is_unknown(reg->var_off) &&
4459                reg->smin_value == S64_MIN && reg->smax_value == S64_MAX &&
4460                reg->umin_value == 0 && reg->umax_value == U64_MAX &&
4461                reg->s32_min_value == S32_MIN && reg->s32_max_value == S32_MAX &&
4462                reg->u32_min_value == 0 && reg->u32_max_value == U32_MAX;
4463 }
4464
4465 static bool register_is_bounded(struct bpf_reg_state *reg)
4466 {
4467         return reg->type == SCALAR_VALUE && !__is_scalar_unbounded(reg);
4468 }
4469
4470 static bool __is_pointer_value(bool allow_ptr_leaks,
4471                                const struct bpf_reg_state *reg)
4472 {
4473         if (allow_ptr_leaks)
4474                 return false;
4475
4476         return reg->type != SCALAR_VALUE;
4477 }
4478
4479 /* Copy src state preserving dst->parent and dst->live fields */
4480 static void copy_register_state(struct bpf_reg_state *dst, const struct bpf_reg_state *src)
4481 {
4482         struct bpf_reg_state *parent = dst->parent;
4483         enum bpf_reg_liveness live = dst->live;
4484
4485         *dst = *src;
4486         dst->parent = parent;
4487         dst->live = live;
4488 }
4489
4490 static void save_register_state(struct bpf_func_state *state,
4491                                 int spi, struct bpf_reg_state *reg,
4492                                 int size)
4493 {
4494         int i;
4495
4496         copy_register_state(&state->stack[spi].spilled_ptr, reg);
4497         if (size == BPF_REG_SIZE)
4498                 state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4499
4500         for (i = BPF_REG_SIZE; i > BPF_REG_SIZE - size; i--)
4501                 state->stack[spi].slot_type[i - 1] = STACK_SPILL;
4502
4503         /* size < 8 bytes spill */
4504         for (; i; i--)
4505                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i - 1]);
4506 }
4507
4508 static bool is_bpf_st_mem(struct bpf_insn *insn)
4509 {
4510         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ST && BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEM;
4511 }
4512
4513 /* check_stack_{read,write}_fixed_off functions track spill/fill of registers,
4514  * stack boundary and alignment are checked in check_mem_access()
4515  */
4516 static int check_stack_write_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
4517                                        /* stack frame we're writing to */
4518                                        struct bpf_func_state *state,
4519                                        int off, int size, int value_regno,
4520                                        int insn_idx)
4521 {
4522         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
4523         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE, err;
4524         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
4525         struct bpf_reg_state *reg = NULL;
4526         u32 dst_reg = insn->dst_reg;
4527
4528         /* caller checked that off % size == 0 and -MAX_BPF_STACK <= off < 0,
4529          * so it's aligned access and [off, off + size) are within stack limits
4530          */
4531         if (!env->allow_ptr_leaks &&
4532             is_spilled_reg(&state->stack[spi]) &&
4533             size != BPF_REG_SIZE) {
4534                 verbose(env, "attempt to corrupt spilled pointer on stack\n");
4535                 return -EACCES;
4536         }
4537
4538         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
4539         if (value_regno >= 0)
4540                 reg = &cur->regs[value_regno];
4541         if (!env->bypass_spec_v4) {
4542                 bool sanitize = reg && is_spillable_regtype(reg->type);
4543
4544                 for (i = 0; i < size; i++) {
4545                         u8 type = state->stack[spi].slot_type[i];
4546
4547                         if (type != STACK_MISC && type != STACK_ZERO) {
4548                                 sanitize = true;
4549                                 break;
4550                         }
4551                 }
4552
4553                 if (sanitize)
4554                         env->insn_aux_data[insn_idx].sanitize_stack_spill = true;
4555         }
4556
4557         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
4558         if (err)
4559                 return err;
4560
4561         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4562         if (reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && register_is_bounded(reg) &&
4563             !register_is_null(reg) && env->bpf_capable) {
4564                 if (dst_reg != BPF_REG_FP) {
4565                         /* The backtracking logic can only recognize explicit
4566                          * stack slot address like [fp - 8]. Other spill of
4567                          * scalar via different register has to be conservative.
4568                          * Backtrack from here and mark all registers as precise
4569                          * that contributed into 'reg' being a constant.
4570                          */
4571                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4572                         if (err)
4573                                 return err;
4574                 }
4575                 save_register_state(state, spi, reg, size);
4576                 /* Break the relation on a narrowing spill. */
4577                 if (fls64(reg->umax_value) > BITS_PER_BYTE * size)
4578                         state->stack[spi].spilled_ptr.id = 0;
4579         } else if (!reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && is_bpf_st_mem(insn) &&
4580                    insn->imm != 0 && env->bpf_capable) {
4581                 struct bpf_reg_state fake_reg = {};
4582
4583                 __mark_reg_known(&fake_reg, insn->imm);
4584                 fake_reg.type = SCALAR_VALUE;
4585                 save_register_state(state, spi, &fake_reg, size);
4586         } else if (reg && is_spillable_regtype(reg->type)) {
4587                 /* register containing pointer is being spilled into stack */
4588                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
4589                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
4590                         verbose(env, "invalid size of register spill\n");
4591                         return -EACCES;
4592                 }
4593                 if (state != cur && reg->type == PTR_TO_STACK) {
4594                         verbose(env, "cannot spill pointers to stack into stack frame of the caller\n");
4595                         return -EINVAL;
4596                 }
4597                 save_register_state(state, spi, reg, size);
4598         } else {
4599                 u8 type = STACK_MISC;
4600
4601                 /* regular write of data into stack destroys any spilled ptr */
4602                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
4603                 /* Mark slots as STACK_MISC if they belonged to spilled ptr/dynptr/iter. */
4604                 if (is_stack_slot_special(&state->stack[spi]))
4605                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
4606                                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i]);
4607
4608                 /* only mark the slot as written if all 8 bytes were written
4609                  * otherwise read propagation may incorrectly stop too soon
4610                  * when stack slots are partially written.
4611                  * This heuristic means that read propagation will be
4612                  * conservative, since it will add reg_live_read marks
4613                  * to stack slots all the way to first state when programs
4614                  * writes+reads less than 8 bytes
4615                  */
4616                 if (size == BPF_REG_SIZE)
4617                         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4618
4619                 /* when we zero initialize stack slots mark them as such */
4620                 if ((reg && register_is_null(reg)) ||
4621                     (!reg && is_bpf_st_mem(insn) && insn->imm == 0)) {
4622                         /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
4623                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4624                         if (err)
4625                                 return err;
4626                         type = STACK_ZERO;
4627                 }
4628
4629                 /* Mark slots affected by this stack write. */
4630                 for (i = 0; i < size; i++)
4631                         state->stack[spi].slot_type[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] =
4632                                 type;
4633         }
4634         return 0;
4635 }
4636
4637 /* Write the stack: 'stack[ptr_regno + off] = value_regno'. 'ptr_regno' is
4638  * known to contain a variable offset.
4639  * This function checks whether the write is permitted and conservatively
4640  * tracks the effects of the write, considering that each stack slot in the
4641  * dynamic range is potentially written to.
4642  *
4643  * 'off' includes 'regno->off'.
4644  * 'value_regno' can be -1, meaning that an unknown value is being written to
4645  * the stack.
4646  *
4647  * Spilled pointers in range are not marked as written because we don't know
4648  * what's going to be actually written. This means that read propagation for
4649  * future reads cannot be terminated by this write.
4650  *
4651  * For privileged programs, uninitialized stack slots are considered
4652  * initialized by this write (even though we don't know exactly what offsets
4653  * are going to be written to). The idea is that we don't want the verifier to
4654  * reject future reads that access slots written to through variable offsets.
4655  */
4656 static int check_stack_write_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
4657                                      /* func where register points to */
4658                                      struct bpf_func_state *state,
4659                                      int ptr_regno, int off, int size,
4660                                      int value_regno, int insn_idx)
4661 {
4662         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
4663         int min_off, max_off;
4664         int i, err;
4665         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, *value_reg = NULL;
4666         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
4667         bool writing_zero = false;
4668         /* set if the fact that we're writing a zero is used to let any
4669          * stack slots remain STACK_ZERO
4670          */
4671         bool zero_used = false;
4672
4673         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
4674         ptr_reg = &cur->regs[ptr_regno];
4675         min_off = ptr_reg->smin_value + off;
4676         max_off = ptr_reg->smax_value + off + size;
4677         if (value_regno >= 0)
4678                 value_reg = &cur->regs[value_regno];
4679         if ((value_reg && register_is_null(value_reg)) ||
4680             (!value_reg && is_bpf_st_mem(insn) && insn->imm == 0))
4681                 writing_zero = true;
4682
4683         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4684                 int spi;
4685
4686                 spi = __get_spi(i);
4687                 err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
4688                 if (err)
4689                         return err;
4690         }
4691
4692         /* Variable offset writes destroy any spilled pointers in range. */
4693         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4694                 u8 new_type, *stype;
4695                 int slot, spi;
4696
4697                 slot = -i - 1;
4698                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4699                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
4700                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4701
4702                 if (!env->allow_ptr_leaks && *stype != STACK_MISC && *stype != STACK_ZERO) {
4703                         /* Reject the write if range we may write to has not
4704                          * been initialized beforehand. If we didn't reject
4705                          * here, the ptr status would be erased below (even
4706                          * though not all slots are actually overwritten),
4707                          * possibly opening the door to leaks.
4708                          *
4709                          * We do however catch STACK_INVALID case below, and
4710                          * only allow reading possibly uninitialized memory
4711                          * later for CAP_PERFMON, as the write may not happen to
4712                          * that slot.
4713                          */
4714                         verbose(env, "spilled ptr in range of var-offset stack write; insn %d, ptr off: %d",
4715                                 insn_idx, i);
4716                         return -EINVAL;
4717                 }
4718
4719                 /* Erase all spilled pointers. */
4720                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
4721
4722                 /* Update the slot type. */
4723                 new_type = STACK_MISC;
4724                 if (writing_zero && *stype == STACK_ZERO) {
4725                         new_type = STACK_ZERO;
4726                         zero_used = true;
4727                 }
4728                 /* If the slot is STACK_INVALID, we check whether it's OK to
4729                  * pretend that it will be initialized by this write. The slot
4730                  * might not actually be written to, and so if we mark it as
4731                  * initialized future reads might leak uninitialized memory.
4732                  * For privileged programs, we will accept such reads to slots
4733                  * that may or may not be written because, if we're reject
4734                  * them, the error would be too confusing.
4735                  */
4736                 if (*stype == STACK_INVALID && !env->allow_uninit_stack) {
4737                         verbose(env, "uninit stack in range of var-offset write prohibited for !root; insn %d, off: %d",
4738                                         insn_idx, i);
4739                         return -EINVAL;
4740                 }
4741                 *stype = new_type;
4742         }
4743         if (zero_used) {
4744                 /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
4745                 err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4746                 if (err)
4747                         return err;
4748         }
4749         return 0;
4750 }
4751
4752 /* When register 'dst_regno' is assigned some values from stack[min_off,
4753  * max_off), we set the register's type according to the types of the
4754  * respective stack slots. If all the stack values are known to be zeros, then
4755  * so is the destination reg. Otherwise, the register is considered to be
4756  * SCALAR. This function does not deal with register filling; the caller must
4757  * ensure that all spilled registers in the stack range have been marked as
4758  * read.
4759  */
4760 static void mark_reg_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
4761                                 /* func where src register points to */
4762                                 struct bpf_func_state *ptr_state,
4763                                 int min_off, int max_off, int dst_regno)
4764 {
4765         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4766         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4767         int i, slot, spi;
4768         u8 *stype;
4769         int zeros = 0;
4770
4771         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4772                 slot = -i - 1;
4773                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4774                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4775                 stype = ptr_state->stack[spi].slot_type;
4776                 if (stype[slot % BPF_REG_SIZE] != STACK_ZERO)
4777                         break;
4778                 zeros++;
4779         }
4780         if (zeros == max_off - min_off) {
4781                 /* any access_size read into register is zero extended,
4782                  * so the whole register == const_zero
4783                  */
4784                 __mark_reg_const_zero(&state->regs[dst_regno]);
4785                 /* backtracking doesn't support STACK_ZERO yet,
4786                  * so mark it precise here, so that later
4787                  * backtracking can stop here.
4788                  * Backtracking may not need this if this register
4789                  * doesn't participate in pointer adjustment.
4790                  * Forward propagation of precise flag is not
4791                  * necessary either. This mark is only to stop
4792                  * backtracking. Any register that contributed
4793                  * to const 0 was marked precise before spill.
4794                  */
4795                 state->regs[dst_regno].precise = true;
4796         } else {
4797                 /* have read misc data from the stack */
4798                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
4799         }
4800         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4801 }
4802
4803 /* Read the stack at 'off' and put the results into the register indicated by
4804  * 'dst_regno'. It handles reg filling if the addressed stack slot is a
4805  * spilled reg.
4806  *
4807  * 'dst_regno' can be -1, meaning that the read value is not going to a
4808  * register.
4809  *
4810  * The access is assumed to be within the current stack bounds.
4811  */
4812 static int check_stack_read_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
4813                                       /* func where src register points to */
4814                                       struct bpf_func_state *reg_state,
4815                                       int off, int size, int dst_regno)
4816 {
4817         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4818         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4819         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4820         struct bpf_reg_state *reg;
4821         u8 *stype, type;
4822
4823         stype = reg_state->stack[spi].slot_type;
4824         reg = &reg_state->stack[spi].spilled_ptr;
4825
4826         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4827
4828         if (is_spilled_reg(&reg_state->stack[spi])) {
4829                 u8 spill_size = 1;
4830
4831                 for (i = BPF_REG_SIZE - 1; i > 0 && stype[i - 1] == STACK_SPILL; i--)
4832                         spill_size++;
4833
4834                 if (size != BPF_REG_SIZE || spill_size != BPF_REG_SIZE) {
4835                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4836                                 verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
4837                                 verbose(env, "invalid size of register fill\n");
4838                                 return -EACCES;
4839                         }
4840
4841                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4842                         if (dst_regno < 0)
4843                                 return 0;
4844
4845                         if (!(off % BPF_REG_SIZE) && size == spill_size) {
4846                                 /* The earlier check_reg_arg() has decided the
4847                                  * subreg_def for this insn.  Save it first.
4848                                  */
4849                                 s32 subreg_def = state->regs[dst_regno].subreg_def;
4850
4851                                 copy_register_state(&state->regs[dst_regno], reg);
4852                                 state->regs[dst_regno].subreg_def = subreg_def;
4853                         } else {
4854                                 for (i = 0; i < size; i++) {
4855                                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
4856                                         if (type == STACK_SPILL)
4857                                                 continue;
4858                                         if (type == STACK_MISC)
4859                                                 continue;
4860                                         if (type == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)
4861                                                 continue;
4862                                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
4863                                                 off, i, size);
4864                                         return -EACCES;
4865                                 }
4866                                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
4867                         }
4868                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4869                         return 0;
4870                 }
4871
4872                 if (dst_regno >= 0) {
4873                         /* restore register state from stack */
4874                         copy_register_state(&state->regs[dst_regno], reg);
4875                         /* mark reg as written since spilled pointer state likely
4876                          * has its liveness marks cleared by is_state_visited()
4877                          * which resets stack/reg liveness for state transitions
4878                          */
4879                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4880                 } else if (__is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg)) {
4881                         /* If dst_regno==-1, the caller is asking us whether
4882                          * it is acceptable to use this value as a SCALAR_VALUE
4883                          * (e.g. for XADD).
4884                          * We must not allow unprivileged callers to do that
4885                          * with spilled pointers.
4886                          */
4887                         verbose(env, "leaking pointer from stack off %d\n",
4888                                 off);
4889                         return -EACCES;
4890                 }
4891                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4892         } else {
4893                 for (i = 0; i < size; i++) {
4894                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
4895                         if (type == STACK_MISC)
4896                                 continue;
4897                         if (type == STACK_ZERO)
4898                                 continue;
4899                         if (type == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)
4900                                 continue;
4901                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
4902                                 off, i, size);
4903                         return -EACCES;
4904                 }
4905                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4906                 if (dst_regno >= 0)
4907                         mark_reg_stack_read(env, reg_state, off, off + size, dst_regno);
4908         }
4909         return 0;
4910 }
4911
4912 enum bpf_access_src {
4913         ACCESS_DIRECT = 1,  /* the access is performed by an instruction */
4914         ACCESS_HELPER = 2,  /* the access is performed by a helper */
4915 };
4916
4917 static int check_stack_range_initialized(struct bpf_verifier_env *env,
4918                                          int regno, int off, int access_size,
4919                                          bool zero_size_allowed,
4920                                          enum bpf_access_src type,
4921                                          struct bpf_call_arg_meta *meta);
4922
4923 static struct bpf_reg_state *reg_state(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4924 {
4925         return cur_regs(env) + regno;
4926 }
4927
4928 /* Read the stack at 'ptr_regno + off' and put the result into the register
4929  * 'dst_regno'.
4930  * 'off' includes the pointer register's fixed offset(i.e. 'ptr_regno.off'),
4931  * but not its variable offset.
4932  * 'size' is assumed to be <= reg size and the access is assumed to be aligned.
4933  *
4934  * As opposed to check_stack_read_fixed_off, this function doesn't deal with
4935  * filling registers (i.e. reads of spilled register cannot be detected when
4936  * the offset is not fixed). We conservatively mark 'dst_regno' as containing
4937  * SCALAR_VALUE. That's why we assert that the 'ptr_regno' has a variable
4938  * offset; for a fixed offset check_stack_read_fixed_off should be used
4939  * instead.
4940  */
4941 static int check_stack_read_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
4942                                     int ptr_regno, int off, int size, int dst_regno)
4943 {
4944         /* The state of the source register. */
4945         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4946         struct bpf_func_state *ptr_state = func(env, reg);
4947         int err;
4948         int min_off, max_off;
4949
4950         /* Note that we pass a NULL meta, so raw access will not be permitted.
4951          */
4952         err = check_stack_range_initialized(env, ptr_regno, off, size,
4953                                             false, ACCESS_DIRECT, NULL);
4954         if (err)
4955                 return err;
4956
4957         min_off = reg->smin_value + off;
4958         max_off = reg->smax_value + off;
4959         mark_reg_stack_read(env, ptr_state, min_off, max_off + size, dst_regno);
4960         return 0;
4961 }
4962
4963 /* check_stack_read dispatches to check_stack_read_fixed_off or
4964  * check_stack_read_var_off.
4965  *
4966  * The caller must ensure that the offset falls within the allocated stack
4967  * bounds.
4968  *
4969  * 'dst_regno' is a register which will receive the value from the stack. It
4970  * can be -1, meaning that the read value is not going to a register.
4971  */
4972 static int check_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
4973                             int ptr_regno, int off, int size,
4974                             int dst_regno)
4975 {
4976         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4977         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
4978         int err;
4979         /* Some accesses are only permitted with a static offset. */
4980         bool var_off = !tnum_is_const(reg->var_off);
4981
4982         /* The offset is required to be static when reads don't go to a
4983          * register, in order to not leak pointers (see
4984          * check_stack_read_fixed_off).
4985          */
4986         if (dst_regno < 0 && var_off) {
4987                 char tn_buf[48];
4988
4989                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4990                 verbose(env, "variable offset stack pointer cannot be passed into helper function; var_off=%s off=%d size=%d\n",
4991                         tn_buf, off, size);
4992                 return -EACCES;
4993         }
4994         /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity
4995          * since it requires corresponding support in Spectre masking for stack
4996          * ALU. See also retrieve_ptr_limit(). The check in
4997          * check_stack_access_for_ptr_arithmetic() called by
4998          * adjust_ptr_min_max_vals() prevents users from creating stack pointers
4999          * with variable offsets, therefore no check is required here. Further,
5000          * just checking it here would be insufficient as speculative stack
5001          * writes could still lead to unsafe speculative behaviour.
5002          */
5003         if (!var_off) {
5004                 off += reg->var_off.value;
5005                 err = check_stack_read_fixed_off(env, state, off, size,
5006                                                  dst_regno);
5007         } else {
5008                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
5009                  * than fixed offset ones. Note that dst_regno >= 0 on this
5010                  * branch.
5011                  */
5012                 err = check_stack_read_var_off(env, ptr_regno, off, size,
5013                                                dst_regno);
5014         }
5015         return err;
5016 }
5017
5018
5019 /* check_stack_write dispatches to check_stack_write_fixed_off or
5020  * check_stack_write_var_off.
5021  *
5022  * 'ptr_regno' is the register used as a pointer into the stack.
5023  * 'off' includes 'ptr_regno->off', but not its variable offset (if any).
5024  * 'value_regno' is the register whose value we're writing to the stack. It can
5025  * be -1, meaning that we're not writing from a register.
5026  *
5027  * The caller must ensure that the offset falls within the maximum stack size.
5028  */
5029 static int check_stack_write(struct bpf_verifier_env *env,
5030                              int ptr_regno, int off, int size,
5031                              int value_regno, int insn_idx)
5032 {
5033         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
5034         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
5035         int err;
5036
5037         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
5038                 off += reg->var_off.value;
5039                 err = check_stack_write_fixed_off(env, state, off, size,
5040                                                   value_regno, insn_idx);
5041         } else {
5042                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
5043                  * than fixed offset ones.
5044                  */
5045                 err = check_stack_write_var_off(env, state,
5046                                                 ptr_regno, off, size,
5047                                                 value_regno, insn_idx);
5048         }
5049         return err;
5050 }
5051
5052 static int check_map_access_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5053                                  int off, int size, enum bpf_access_type type)
5054 {
5055         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5056         struct bpf_map *map = regs[regno].map_ptr;
5057         u32 cap = bpf_map_flags_to_cap(map);
5058
5059         if (type == BPF_WRITE && !(cap & BPF_MAP_CAN_WRITE)) {
5060                 verbose(env, "write into map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
5061                         map->value_size, off, size);
5062                 return -EACCES;
5063         }
5064
5065         if (type == BPF_READ && !(cap & BPF_MAP_CAN_READ)) {
5066                 verbose(env, "read from map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
5067                         map->value_size, off, size);
5068                 return -EACCES;
5069         }
5070
5071         return 0;
5072 }
5073
5074 /* check read/write into memory region (e.g., map value, ringbuf sample, etc) */
5075 static int __check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
5076                               int off, int size, u32 mem_size,
5077                               bool zero_size_allowed)
5078 {
5079         bool size_ok = size > 0 || (size == 0 && zero_size_allowed);
5080         struct bpf_reg_state *reg;
5081
5082         if (off >= 0 && size_ok && (u64)off + size <= mem_size)
5083                 return 0;
5084
5085         reg = &cur_regs(env)[regno];
5086         switch (reg->type) {
5087         case PTR_TO_MAP_KEY:
5088                 verbose(env, "invalid access to map key, key_size=%d off=%d size=%d\n",
5089                         mem_size, off, size);
5090                 break;
5091         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5092                 verbose(env, "invalid access to map value, value_size=%d off=%d size=%d\n",
5093                         mem_size, off, size);
5094                 break;
5095         case PTR_TO_PACKET:
5096         case PTR_TO_PACKET_META:
5097         case PTR_TO_PACKET_END:
5098                 verbose(env, "invalid access to packet, off=%d size=%d, R%d(id=%d,off=%d,r=%d)\n",
5099                         off, size, regno, reg->id, off, mem_size);
5100                 break;
5101         case PTR_TO_MEM:
5102         default:
5103                 verbose(env, "invalid access to memory, mem_size=%u off=%d size=%d\n",
5104                         mem_size, off, size);
5105         }
5106
5107         return -EACCES;
5108 }
5109
5110 /* check read/write into a memory region with possible variable offset */
5111 static int check_mem_region_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5112                                    int off, int size, u32 mem_size,
5113                                    bool zero_size_allowed)
5114 {
5115         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5116         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
5117         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
5118         int err;
5119
5120         /* We may have adjusted the register pointing to memory region, so we
5121          * need to try adding each of min_value and max_value to off
5122          * to make sure our theoretical access will be safe.
5123          *
5124          * The minimum value is only important with signed
5125          * comparisons where we can't assume the floor of a
5126          * value is 0.  If we are using signed variables for our
5127          * index'es we need to make sure that whatever we use
5128          * will have a set floor within our range.
5129          */
5130         if (reg->smin_value < 0 &&
5131             (reg->smin_value == S64_MIN ||
5132              (off + reg->smin_value != (s64)(s32)(off + reg->smin_value)) ||
5133               reg->smin_value + off < 0)) {
5134                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
5135                         regno);
5136                 return -EACCES;
5137         }
5138         err = __check_mem_access(env, regno, reg->smin_value + off, size,
5139                                  mem_size, zero_size_allowed);
5140         if (err) {
5141                 verbose(env, "R%d min value is outside of the allowed memory range\n",
5142                         regno);
5143                 return err;
5144         }
5145
5146         /* If we haven't set a max value then we need to bail since we can't be
5147          * sure we won't do bad things.
5148          * If reg->umax_value + off could overflow, treat that as unbounded too.
5149          */
5150         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
5151                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, make sure to bounds check any such access\n",
5152                         regno);
5153                 return -EACCES;
5154         }
5155         err = __check_mem_access(env, regno, reg->umax_value + off, size,
5156                                  mem_size, zero_size_allowed);
5157         if (err) {
5158                 verbose(env, "R%d max value is outside of the allowed memory range\n",
5159                         regno);
5160                 return err;
5161         }
5162
5163         return 0;
5164 }
5165
5166 static int __check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
5167                                const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
5168                                bool fixed_off_ok)
5169 {
5170         /* Access to this pointer-typed register or passing it to a helper
5171          * is only allowed in its original, unmodified form.
5172          */
5173
5174         if (reg->off < 0) {
5175                 verbose(env, "negative offset %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
5176                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
5177                 return -EACCES;
5178         }
5179
5180         if (!fixed_off_ok && reg->off) {
5181                 verbose(env, "dereference of modified %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
5182                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
5183                 return -EACCES;
5184         }
5185
5186         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
5187                 char tn_buf[48];
5188
5189                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5190                 verbose(env, "variable %s access var_off=%s disallowed\n",
5191                         reg_type_str(env, reg->type), tn_buf);
5192                 return -EACCES;
5193         }
5194
5195         return 0;
5196 }
5197
5198 int check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
5199                       const struct bpf_reg_state *reg, int regno)
5200 {
5201         return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
5202 }
5203
5204 static int map_kptr_match_type(struct bpf_verifier_env *env,
5205                                struct btf_field *kptr_field,
5206                                struct bpf_reg_state *reg, u32 regno)
5207 {
5208         const char *targ_name = btf_type_name(kptr_field->kptr.btf, kptr_field->kptr.btf_id);
5209         int perm_flags;
5210         const char *reg_name = "";
5211
5212         if (btf_is_kernel(reg->btf)) {
5213                 perm_flags = PTR_MAYBE_NULL | PTR_TRUSTED | MEM_RCU;
5214
5215                 /* Only unreferenced case accepts untrusted pointers */
5216                 if (kptr_field->type == BPF_KPTR_UNREF)
5217                         perm_flags |= PTR_UNTRUSTED;
5218         } else {
5219                 perm_flags = PTR_MAYBE_NULL | MEM_ALLOC;
5220         }
5221
5222         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID || (type_flag(reg->type) & ~perm_flags))
5223                 goto bad_type;
5224
5225         /* We need to verify reg->type and reg->btf, before accessing reg->btf */
5226         reg_name = btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id);
5227
5228         /* For ref_ptr case, release function check should ensure we get one
5229          * referenced PTR_TO_BTF_ID, and that its fixed offset is 0. For the
5230          * normal store of unreferenced kptr, we must ensure var_off is zero.
5231          * Since ref_ptr cannot be accessed directly by BPF insns, checks for
5232          * reg->off and reg->ref_obj_id are not needed here.
5233          */
5234         if (__check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true))
5235                 return -EACCES;
5236
5237         /* A full type match is needed, as BTF can be vmlinux, module or prog BTF, and
5238          * we also need to take into account the reg->off.
5239          *
5240          * We want to support cases like:
5241          *
5242          * struct foo {
5243          *         struct bar br;
5244          *         struct baz bz;
5245          * };
5246          *
5247          * struct foo *v;
5248          * v = func();        // PTR_TO_BTF_ID
5249          * val->foo = v;      // reg->off is zero, btf and btf_id match type
5250          * val->bar = &v->br; // reg->off is still zero, but we need to retry with
5251          *                    // first member type of struct after comparison fails
5252          * val->baz = &v->bz; // reg->off is non-zero, so struct needs to be walked
5253          *                    // to match type
5254          *
5255          * In the kptr_ref case, check_func_arg_reg_off already ensures reg->off
5256          * is zero. We must also ensure that btf_struct_ids_match does not walk
5257          * the struct to match type against first member of struct, i.e. reject
5258          * second case from above. Hence, when type is BPF_KPTR_REF, we set
5259          * strict mode to true for type match.
5260          */
5261         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
5262                                   kptr_field->kptr.btf, kptr_field->kptr.btf_id,
5263                                   kptr_field->type == BPF_KPTR_REF))
5264                 goto bad_type;
5265         return 0;
5266 bad_type:
5267         verbose(env, "invalid kptr access, R%d type=%s%s ", regno,
5268                 reg_type_str(env, reg->type), reg_name);
5269         verbose(env, "expected=%s%s", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID), targ_name);
5270         if (kptr_field->type == BPF_KPTR_UNREF)
5271                 verbose(env, " or %s%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED),
5272                         targ_name);
5273         else
5274                 verbose(env, "\n");
5275         return -EINVAL;
5276 }
5277
5278 /* The non-sleepable programs and sleepable programs with explicit bpf_rcu_read_lock()
5279  * can dereference RCU protected pointers and result is PTR_TRUSTED.
5280  */
5281 static bool in_rcu_cs(struct bpf_verifier_env *env)
5282 {
5283         return env->cur_state->active_rcu_lock ||
5284                env->cur_state->active_lock.ptr ||
5285                !env->prog->aux->sleepable;
5286 }
5287
5288 /* Once GCC supports btf_type_tag the following mechanism will be replaced with tag check */
5289 BTF_SET_START(rcu_protected_types)
5290 BTF_ID(struct, prog_test_ref_kfunc)
5291 BTF_ID(struct, cgroup)
5292 BTF_ID(struct, bpf_cpumask)
5293 BTF_ID(struct, task_struct)
5294 BTF_SET_END(rcu_protected_types)
5295
5296 static bool rcu_protected_object(const struct btf *btf, u32 btf_id)
5297 {
5298         if (!btf_is_kernel(btf))
5299                 return false;
5300         return btf_id_set_contains(&rcu_protected_types, btf_id);
5301 }
5302
5303 static bool rcu_safe_kptr(const struct btf_field *field)
5304 {
5305         const struct btf_field_kptr *kptr = &field->kptr;
5306
5307         return field->type == BPF_KPTR_REF && rcu_protected_object(kptr->btf, kptr->btf_id);
5308 }
5309
5310 static int check_map_kptr_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5311                                  int value_regno, int insn_idx,
5312                                  struct btf_field *kptr_field)
5313 {
5314         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
5315         int class = BPF_CLASS(insn->code);
5316         struct bpf_reg_state *val_reg;
5317
5318         /* Things we already checked for in check_map_access and caller:
5319          *  - Reject cases where variable offset may touch kptr
5320          *  - size of access (must be BPF_DW)
5321          *  - tnum_is_const(reg->var_off)
5322          *  - kptr_field->offset == off + reg->var_off.value
5323          */
5324         /* Only BPF_[LDX,STX,ST] | BPF_MEM | BPF_DW is supported */
5325         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM) {
5326                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_MEM instruction mode\n");
5327                 return -EACCES;
5328         }
5329
5330         /* We only allow loading referenced kptr, since it will be marked as
5331          * untrusted, similar to unreferenced kptr.
5332          */
5333         if (class != BPF_LDX && kptr_field->type == BPF_KPTR_REF) {
5334                 verbose(env, "store to referenced kptr disallowed\n");
5335                 return -EACCES;
5336         }
5337
5338         if (class == BPF_LDX) {
5339                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
5340                 /* We can simply mark the value_regno receiving the pointer
5341                  * value from map as PTR_TO_BTF_ID, with the correct type.
5342                  */
5343                 mark_btf_ld_reg(env, cur_regs(env), value_regno, PTR_TO_BTF_ID, kptr_field->kptr.btf,
5344                                 kptr_field->kptr.btf_id,
5345                                 rcu_safe_kptr(kptr_field) && in_rcu_cs(env) ?
5346                                 PTR_MAYBE_NULL | MEM_RCU :
5347                                 PTR_MAYBE_NULL | PTR_UNTRUSTED);
5348                 /* For mark_ptr_or_null_reg */
5349                 val_reg->id = ++env->id_gen;
5350         } else if (class == BPF_STX) {
5351                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
5352                 if (!register_is_null(val_reg) &&
5353                     map_kptr_match_type(env, kptr_field, val_reg, value_regno))
5354                         return -EACCES;
5355         } else if (class == BPF_ST) {
5356                 if (insn->imm) {
5357                         verbose(env, "BPF_ST imm must be 0 when storing to kptr at off=%u\n",
5358                                 kptr_field->offset);
5359                         return -EACCES;
5360                 }
5361         } else {
5362                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_LDX/BPF_STX/BPF_ST\n");
5363                 return -EACCES;
5364         }
5365         return 0;
5366 }
5367
5368 /* check read/write into a map element with possible variable offset */
5369 static int check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5370                             int off, int size, bool zero_size_allowed,
5371                             enum bpf_access_src src)
5372 {
5373         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5374         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
5375         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
5376         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
5377         struct btf_record *rec;
5378         int err, i;
5379
5380         err = check_mem_region_access(env, regno, off, size, map->value_size,
5381                                       zero_size_allowed);
5382         if (err)
5383                 return err;
5384
5385         if (IS_ERR_OR_NULL(map->record))
5386                 return 0;
5387         rec = map->record;
5388         for (i = 0; i < rec->cnt; i++) {
5389                 struct btf_field *field = &rec->fields[i];
5390                 u32 p = field->offset;
5391
5392                 /* If any part of a field  can be touched by load/store, reject
5393                  * this program. To check that [x1, x2) overlaps with [y1, y2),
5394                  * it is sufficient to check x1 < y2 && y1 < x2.
5395                  */
5396                 if (reg->smin_value + off < p + btf_field_type_size(field->type) &&
5397                     p < reg->umax_value + off + size) {
5398                         switch (field->type) {
5399                         case BPF_KPTR_UNREF:
5400                         case BPF_KPTR_REF:
5401                                 if (src != ACCESS_DIRECT) {
5402                                         verbose(env, "kptr cannot be accessed indirectly by helper\n");
5403                                         return -EACCES;
5404                                 }
5405                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
5406                                         verbose(env, "kptr access cannot have variable offset\n");
5407                                         return -EACCES;
5408                                 }
5409                                 if (p != off + reg->var_off.value) {
5410                                         verbose(env, "kptr access misaligned expected=%u off=%llu\n",
5411                                                 p, off + reg->var_off.value);
5412                                         return -EACCES;
5413                                 }
5414                                 if (size != bpf_size_to_bytes(BPF_DW)) {
5415                                         verbose(env, "kptr access size must be BPF_DW\n");
5416                                         return -EACCES;
5417                                 }
5418                                 break;
5419                         default:
5420                                 verbose(env, "%s cannot be accessed directly by load/store\n",
5421                                         btf_field_type_name(field->type));
5422                                 return -EACCES;
5423                         }
5424                 }
5425         }
5426         return 0;
5427 }
5428
5429 #define MAX_PACKET_OFF 0xffff
5430
5431 static bool may_access_direct_pkt_data(struct bpf_verifier_env *env,
5432                                        const struct bpf_call_arg_meta *meta,
5433                                        enum bpf_access_type t)
5434 {
5435         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
5436
5437         switch (prog_type) {
5438         /* Program types only with direct read access go here! */
5439         case BPF_PROG_TYPE_LWT_IN:
5440         case BPF_PROG_TYPE_LWT_OUT:
5441         case BPF_PROG_TYPE_LWT_SEG6LOCAL:
5442         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
5443         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
5444         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
5445                 if (t == BPF_WRITE)
5446                         return false;
5447                 fallthrough;
5448
5449         /* Program types with direct read + write access go here! */
5450         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
5451         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
5452         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
5453         case BPF_PROG_TYPE_LWT_XMIT:
5454         case BPF_PROG_TYPE_SK_SKB:
5455         case BPF_PROG_TYPE_SK_MSG:
5456                 if (meta)
5457                         return meta->pkt_access;
5458
5459                 env->seen_direct_write = true;
5460                 return true;
5461
5462         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
5463                 if (t == BPF_WRITE)
5464                         env->seen_direct_write = true;
5465
5466                 return true;
5467
5468         default:
5469                 return false;
5470         }
5471 }
5472
5473 static int check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
5474                                int size, bool zero_size_allowed)
5475 {
5476         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5477         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
5478         int err;
5479
5480         /* We may have added a variable offset to the packet pointer; but any
5481          * reg->range we have comes after that.  We are only checking the fixed
5482          * offset.
5483          */
5484
5485         /* We don't allow negative numbers, because we aren't tracking enough
5486          * detail to prove they're safe.
5487          */
5488         if (reg->smin_value < 0) {
5489                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
5490                         regno);
5491                 return -EACCES;
5492         }
5493
5494         err = reg->range < 0 ? -EINVAL :
5495               __check_mem_access(env, regno, off, size, reg->range,
5496                                  zero_size_allowed);
5497         if (err) {
5498                 verbose(env, "R%d offset is outside of the packet\n", regno);
5499                 return err;
5500         }
5501
5502         /* __check_mem_access has made sure "off + size - 1" is within u16.
5503          * reg->umax_value can't be bigger than MAX_PACKET_OFF which is 0xffff,
5504          * otherwise find_good_pkt_pointers would have refused to set range info
5505          * that __check_mem_access would have rejected this pkt access.
5506          * Therefore, "off + reg->umax_value + size - 1" won't overflow u32.
5507          */
5508         env->prog->aux->max_pkt_offset =
5509                 max_t(u32, env->prog->aux->max_pkt_offset,
5510                       off + reg->umax_value + size - 1);
5511
5512         return err;
5513 }
5514
5515 /* check access to 'struct bpf_context' fields.  Supports fixed offsets only */
5516 static int check_ctx_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, int off, int size,
5517                             enum bpf_access_type t, enum bpf_reg_type *reg_type,
5518                             struct btf **btf, u32 *btf_id)
5519 {
5520         struct bpf_insn_access_aux info = {
5521                 .reg_type = *reg_type,
5522                 .log = &env->log,
5523         };
5524
5525         if (env->ops->is_valid_access &&
5526             env->ops->is_valid_access(off, size, t, env->prog, &info)) {
5527                 /* A non zero info.ctx_field_size indicates that this field is a
5528                  * candidate for later verifier transformation to load the whole
5529                  * field and then apply a mask when accessed with a narrower
5530                  * access than actual ctx access size. A zero info.ctx_field_size
5531                  * will only allow for whole field access and rejects any other
5532                  * type of narrower access.
5533                  */
5534                 *reg_type = info.reg_type;
5535
5536                 if (base_type(*reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
5537                         *btf = info.btf;
5538                         *btf_id = info.btf_id;
5539                 } else {
5540                         env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size = info.ctx_field_size;
5541                 }
5542                 /* remember the offset of last byte accessed in ctx */
5543                 if (env->prog->aux->max_ctx_offset < off + size)
5544                         env->prog->aux->max_ctx_offset = off + size;
5545                 return 0;
5546         }
5547
5548         verbose(env, "invalid bpf_context access off=%d size=%d\n", off, size);
5549         return -EACCES;
5550 }
5551
5552 static int check_flow_keys_access(struct bpf_verifier_env *env, int off,
5553                                   int size)
5554 {
5555         if (size < 0 || off < 0 ||
5556             (u64)off + size > sizeof(struct bpf_flow_keys)) {
5557                 verbose(env, "invalid access to flow keys off=%d size=%d\n",
5558                         off, size);
5559                 return -EACCES;
5560         }
5561         return 0;
5562 }
5563
5564 static int check_sock_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
5565                              u32 regno, int off, int size,
5566                              enum bpf_access_type t)
5567 {
5568         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5569         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
5570         struct bpf_insn_access_aux info = {};
5571         bool valid;
5572
5573         if (reg->smin_value < 0) {
5574                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
5575                         regno);
5576                 return -EACCES;
5577         }
5578
5579         switch (reg->type) {
5580         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
5581                 valid = bpf_sock_common_is_valid_access(off, size, t, &info);
5582                 break;
5583         case PTR_TO_SOCKET:
5584                 valid = bpf_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5585                 break;
5586         case PTR_TO_TCP_SOCK:
5587                 valid = bpf_tcp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5588                 break;
5589         case PTR_TO_XDP_SOCK:
5590                 valid = bpf_xdp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5591                 break;
5592         default:
5593                 valid = false;
5594         }
5595
5596
5597         if (valid) {
5598                 env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size =
5599                         info.ctx_field_size;
5600                 return 0;
5601         }
5602
5603         verbose(env, "R%d invalid %s access off=%d size=%d\n",
5604                 regno, reg_type_str(env, reg->type), off, size);
5605
5606         return -EACCES;
5607 }
5608
5609 static bool is_pointer_value(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5610 {
5611         return __is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg_state(env, regno));
5612 }
5613
5614 static bool is_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5615 {
5616         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5617
5618         return reg->type == PTR_TO_CTX;
5619 }
5620
5621 static bool is_sk_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5622 {
5623         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5624
5625         return type_is_sk_pointer(reg->type);
5626 }
5627
5628 static bool is_pkt_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5629 {
5630         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5631
5632         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
5633 }
5634
5635 static bool is_flow_key_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5636 {
5637         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5638
5639         /* Separate to is_ctx_reg() since we still want to allow BPF_ST here. */
5640         return reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS;
5641 }
5642
5643 static u32 *reg2btf_ids[__BPF_REG_TYPE_MAX] = {
5644 #ifdef CONFIG_NET
5645         [PTR_TO_SOCKET] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK],
5646         [PTR_TO_SOCK_COMMON] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
5647         [PTR_TO_TCP_SOCK] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_TCP],
5648 #endif
5649         [CONST_PTR_TO_MAP] = btf_bpf_map_id,
5650 };
5651
5652 static bool is_trusted_reg(const struct bpf_reg_state *reg)
5653 {
5654         /* A referenced register is always trusted. */
5655         if (reg->ref_obj_id)
5656                 return true;
5657
5658         /* Types listed in the reg2btf_ids are always trusted */
5659         if (reg2btf_ids[base_type(reg->type)])
5660                 return true;
5661
5662         /* If a register is not referenced, it is trusted if it has the
5663          * MEM_ALLOC or PTR_TRUSTED type modifiers, and no others. Some of the
5664          * other type modifiers may be safe, but we elect to take an opt-in
5665          * approach here as some (e.g. PTR_UNTRUSTED and PTR_MAYBE_NULL) are
5666          * not.
5667          *
5668          * Eventually, we should make PTR_TRUSTED the single source of truth
5669          * for whether a register is trusted.
5670          */
5671         return type_flag(reg->type) & BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS &&
5672                !bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type);
5673 }
5674
5675 static bool is_rcu_reg(const struct bpf_reg_state *reg)
5676 {
5677         return reg->type & MEM_RCU;
5678 }
5679
5680 static void clear_trusted_flags(enum bpf_type_flag *flag)
5681 {
5682         *flag &= ~(BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS | MEM_RCU);
5683 }
5684
5685 static int check_pkt_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5686                                    const struct bpf_reg_state *reg,
5687                                    int off, int size, bool strict)
5688 {
5689         struct tnum reg_off;
5690         int ip_align;
5691
5692         /* Byte size accesses are always allowed. */
5693         if (!strict || size == 1)
5694                 return 0;
5695
5696         /* For platforms that do not have a Kconfig enabling
5697          * CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS the value of
5698          * NET_IP_ALIGN is universally set to '2'.  And on platforms
5699          * that do set CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS, we get
5700          * to this code only in strict mode where we want to emulate
5701          * the NET_IP_ALIGN==2 checking.  Therefore use an
5702          * unconditional IP align value of '2'.
5703          */
5704         ip_align = 2;
5705
5706         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(ip_align + reg->off + off));
5707         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
5708                 char tn_buf[48];
5709
5710                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5711                 verbose(env,
5712                         "misaligned packet access off %d+%s+%d+%d size %d\n",
5713                         ip_align, tn_buf, reg->off, off, size);
5714                 return -EACCES;
5715         }
5716
5717         return 0;
5718 }
5719
5720 static int check_generic_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5721                                        const struct bpf_reg_state *reg,
5722                                        const char *pointer_desc,
5723                                        int off, int size, bool strict)
5724 {
5725         struct tnum reg_off;
5726
5727         /* Byte size accesses are always allowed. */
5728         if (!strict || size == 1)
5729                 return 0;
5730
5731         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(reg->off + off));
5732         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
5733                 char tn_buf[48];
5734
5735                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5736                 verbose(env, "misaligned %saccess off %s+%d+%d size %d\n",
5737                         pointer_desc, tn_buf, reg->off, off, size);
5738                 return -EACCES;
5739         }
5740
5741         return 0;
5742 }
5743
5744 static int check_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5745                                const struct bpf_reg_state *reg, int off,
5746                                int size, bool strict_alignment_once)
5747 {
5748         bool strict = env->strict_alignment || strict_alignment_once;
5749         const char *pointer_desc = "";
5750
5751         switch (reg->type) {
5752         case PTR_TO_PACKET:
5753         case PTR_TO_PACKET_META:
5754                 /* Special case, because of NET_IP_ALIGN. Given metadata sits
5755                  * right in front, treat it the very same way.
5756                  */
5757                 return check_pkt_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict);
5758         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
5759                 pointer_desc = "flow keys ";
5760                 break;
5761         case PTR_TO_MAP_KEY:
5762                 pointer_desc = "key ";
5763                 break;
5764         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5765                 pointer_desc = "value ";
5766                 break;
5767         case PTR_TO_CTX:
5768                 pointer_desc = "context ";
5769                 break;
5770         case PTR_TO_STACK:
5771                 pointer_desc = "stack ";
5772                 /* The stack spill tracking logic in check_stack_write_fixed_off()
5773                  * and check_stack_read_fixed_off() relies on stack accesses being
5774                  * aligned.
5775                  */
5776                 strict = true;
5777                 break;
5778         case PTR_TO_SOCKET:
5779                 pointer_desc = "sock ";
5780                 break;
5781         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
5782                 pointer_desc = "sock_common ";
5783                 break;
5784         case PTR_TO_TCP_SOCK:
5785                 pointer_desc = "tcp_sock ";
5786                 break;
5787         case PTR_TO_XDP_SOCK:
5788                 pointer_desc = "xdp_sock ";
5789                 break;
5790         default:
5791                 break;
5792         }
5793         return check_generic_ptr_alignment(env, reg, pointer_desc, off, size,
5794                                            strict);
5795 }
5796
5797 /* starting from main bpf function walk all instructions of the function
5798  * and recursively walk all callees that given function can call.
5799  * Ignore jump and exit insns.
5800  * Since recursion is prevented by check_cfg() this algorithm
5801  * only needs a local stack of MAX_CALL_FRAMES to remember callsites
5802  */
5803 static int check_max_stack_depth_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
5804 {
5805         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
5806         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
5807         int depth = 0, frame = 0, i, subprog_end;
5808         bool tail_call_reachable = false;
5809         int ret_insn[MAX_CALL_FRAMES];
5810         int ret_prog[MAX_CALL_FRAMES];
5811         int j;
5812
5813         i = subprog[idx].start;
5814 process_func:
5815         /* protect against potential stack overflow that might happen when
5816          * bpf2bpf calls get combined with tailcalls. Limit the caller's stack
5817          * depth for such case down to 256 so that the worst case scenario
5818          * would result in 8k stack size (32 which is tailcall limit * 256 =
5819          * 8k).
5820          *
5821          * To get the idea what might happen, see an example:
5822          * func1 -> sub rsp, 128
5823          *  subfunc1 -> sub rsp, 256
5824          *  tailcall1 -> add rsp, 256
5825          *   func2 -> sub rsp, 192 (total stack size = 128 + 192 = 320)
5826          *   subfunc2 -> sub rsp, 64
5827          *   subfunc22 -> sub rsp, 128
5828          *   tailcall2 -> add rsp, 128
5829          *    func3 -> sub rsp, 32 (total stack size 128 + 192 + 64 + 32 = 416)
5830          *
5831          * tailcall will unwind the current stack frame but it will not get rid
5832          * of caller's stack as shown on the example above.
5833          */
5834         if (idx && subprog[idx].has_tail_call && depth >= 256) {
5835                 verbose(env,
5836                         "tail_calls are not allowed when call stack of previous frames is %d bytes. Too large\n",
5837                         depth);
5838                 return -EACCES;
5839         }
5840         /* round up to 32-bytes, since this is granularity
5841          * of interpreter stack size
5842          */
5843         depth += round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
5844         if (depth > MAX_BPF_STACK) {
5845                 verbose(env, "combined stack size of %d calls is %d. Too large\n",
5846                         frame + 1, depth);
5847                 return -EACCES;
5848         }
5849 continue_func:
5850         subprog_end = subprog[idx + 1].start;
5851         for (; i < subprog_end; i++) {
5852                 int next_insn, sidx;
5853
5854                 if (!bpf_pseudo_call(insn + i) && !bpf_pseudo_func(insn + i))
5855                         continue;
5856                 /* remember insn and function to return to */
5857                 ret_insn[frame] = i + 1;
5858                 ret_prog[frame] = idx;
5859
5860                 /* find the callee */
5861                 next_insn = i + insn[i].imm + 1;
5862                 sidx = find_subprog(env, next_insn);
5863                 if (sidx < 0) {
5864                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
5865                                   next_insn);
5866                         return -EFAULT;
5867                 }
5868                 if (subprog[sidx].is_async_cb) {
5869                         if (subprog[sidx].has_tail_call) {
5870                                 verbose(env, "verifier bug. subprog has tail_call and async cb\n");
5871                                 return -EFAULT;
5872                         }
5873                         /* async callbacks don't increase bpf prog stack size unless called directly */
5874                         if (!bpf_pseudo_call(insn + i))
5875                                 continue;
5876                 }
5877                 i = next_insn;
5878                 idx = sidx;
5879
5880                 if (subprog[idx].has_tail_call)
5881                         tail_call_reachable = true;
5882
5883                 frame++;
5884                 if (frame >= MAX_CALL_FRAMES) {
5885                         verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep !\n",
5886                                 frame);
5887                         return -E2BIG;
5888                 }
5889                 goto process_func;
5890         }
5891         /* if tail call got detected across bpf2bpf calls then mark each of the
5892          * currently present subprog frames as tail call reachable subprogs;
5893          * this info will be utilized by JIT so that we will be preserving the
5894          * tail call counter throughout bpf2bpf calls combined with tailcalls
5895          */
5896         if (tail_call_reachable)
5897                 for (j = 0; j < frame; j++)
5898                         subprog[ret_prog[j]].tail_call_reachable = true;
5899         if (subprog[0].tail_call_reachable)
5900                 env->prog->aux->tail_call_reachable = true;
5901
5902         /* end of for() loop means the last insn of the 'subprog'
5903          * was reached. Doesn't matter whether it was JA or EXIT
5904          */
5905         if (frame == 0)
5906                 return 0;
5907         depth -= round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
5908         frame--;
5909         i = ret_insn[frame];
5910         idx = ret_prog[frame];
5911         goto continue_func;
5912 }
5913
5914 static int check_max_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env)
5915 {
5916         struct bpf_subprog_info *si = env->subprog_info;
5917         int ret;
5918
5919         for (int i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
5920                 if (!i || si[i].is_async_cb) {
5921                         ret = check_max_stack_depth_subprog(env, i);
5922                         if (ret < 0)
5923                                 return ret;
5924                 }
5925                 continue;
5926         }
5927         return 0;
5928 }
5929
5930 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
5931 static int get_callee_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
5932                                   const struct bpf_insn *insn, int idx)
5933 {
5934         int start = idx + insn->imm + 1, subprog;
5935
5936         subprog = find_subprog(env, start);
5937         if (subprog < 0) {
5938                 WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
5939                           start);
5940                 return -EFAULT;
5941         }
5942         return env->subprog_info[subprog].stack_depth;
5943 }
5944 #endif
5945
5946 static int __check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
5947                                  const char *buf_info,
5948                                  const struct bpf_reg_state *reg,
5949                                  int regno, int off, int size)
5950 {
5951         if (off < 0) {
5952                 verbose(env,
5953                         "R%d invalid %s buffer access: off=%d, size=%d\n",
5954                         regno, buf_info, off, size);
5955                 return -EACCES;
5956         }
5957         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
5958                 char tn_buf[48];
5959
5960                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5961                 verbose(env,
5962                         "R%d invalid variable buffer offset: off=%d, var_off=%s\n",
5963                         regno, off, tn_buf);
5964                 return -EACCES;
5965         }
5966
5967         return 0;
5968 }
5969
5970 static int check_tp_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
5971                                   const struct bpf_reg_state *reg,
5972                                   int regno, int off, int size)
5973 {
5974         int err;
5975
5976         err = __check_buffer_access(env, "tracepoint", reg, regno, off, size);
5977         if (err)
5978                 return err;
5979
5980         if (off + size > env->prog->aux->max_tp_access)
5981                 env->prog->aux->max_tp_access = off + size;
5982
5983         return 0;
5984 }
5985
5986 static int check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
5987                                const struct bpf_reg_state *reg,
5988                                int regno, int off, int size,
5989                                bool zero_size_allowed,
5990                                u32 *max_access)
5991 {
5992         const char *buf_info = type_is_rdonly_mem(reg->type) ? "rdonly" : "rdwr";
5993         int err;
5994
5995         err = __check_buffer_access(env, buf_info, reg, regno, off, size);
5996         if (err)
5997                 return err;
5998
5999         if (off + size > *max_access)
6000                 *max_access = off + size;
6001
6002         return 0;
6003 }
6004
6005 /* BPF architecture zero extends alu32 ops into 64-bit registesr */
6006 static void zext_32_to_64(struct bpf_reg_state *reg)
6007 {
6008         reg->var_off = tnum_subreg(reg->var_off);
6009         __reg_assign_32_into_64(reg);
6010 }
6011
6012 /* truncate register to smaller size (in bytes)
6013  * must be called with size < BPF_REG_SIZE
6014  */
6015 static void coerce_reg_to_size(struct bpf_reg_state *reg, int size)
6016 {
6017         u64 mask;
6018
6019         /* clear high bits in bit representation */
6020         reg->var_off = tnum_cast(reg->var_off, size);
6021
6022         /* fix arithmetic bounds */
6023         mask = ((u64)1 << (size * 8)) - 1;
6024         if ((reg->umin_value & ~mask) == (reg->umax_value & ~mask)) {
6025                 reg->umin_value &= mask;
6026                 reg->umax_value &= mask;
6027         } else {
6028                 reg->umin_value = 0;
6029                 reg->umax_value = mask;
6030         }
6031         reg->smin_value = reg->umin_value;
6032         reg->smax_value = reg->umax_value;
6033
6034         /* If size is smaller than 32bit register the 32bit register
6035          * values are also truncated so we push 64-bit bounds into
6036          * 32-bit bounds. Above were truncated < 32-bits already.
6037          */
6038         if (size >= 4)
6039                 return;
6040         __reg_combine_64_into_32(reg);
6041 }
6042
6043 static void set_sext64_default_val(struct bpf_reg_state *reg, int size)
6044 {
6045         if (size == 1) {
6046                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = S8_MIN;
6047                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = S8_MAX;
6048         } else if (size == 2) {
6049                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = S16_MIN;
6050                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = S16_MAX;
6051         } else {
6052                 /* size == 4 */
6053                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = S32_MIN;
6054                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = S32_MAX;
6055         }
6056         reg->umin_value = reg->u32_min_value = 0;
6057         reg->umax_value = U64_MAX;
6058         reg->u32_max_value = U32_MAX;
6059         reg->var_off = tnum_unknown;
6060 }
6061
6062 static void coerce_reg_to_size_sx(struct bpf_reg_state *reg, int size)
6063 {
6064         s64 init_s64_max, init_s64_min, s64_max, s64_min, u64_cval;
6065         u64 top_smax_value, top_smin_value;
6066         u64 num_bits = size * 8;
6067
6068         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6069                 u64_cval = reg->var_off.value;
6070                 if (size == 1)
6071                         reg->var_off = tnum_const((s8)u64_cval);
6072                 else if (size == 2)
6073                         reg->var_off = tnum_const((s16)u64_cval);
6074                 else
6075                         /* size == 4 */
6076                         reg->var_off = tnum_const((s32)u64_cval);
6077
6078                 u64_cval = reg->var_off.value;
6079                 reg->smax_value = reg->smin_value = u64_cval;
6080                 reg->umax_value = reg->umin_value = u64_cval;
6081                 reg->s32_max_value = reg->s32_min_value = u64_cval;
6082                 reg->u32_max_value = reg->u32_min_value = u64_cval;
6083                 return;
6084         }
6085
6086         top_smax_value = ((u64)reg->smax_value >> num_bits) << num_bits;
6087         top_smin_value = ((u64)reg->smin_value >> num_bits) << num_bits;
6088
6089         if (top_smax_value != top_smin_value)
6090                 goto out;
6091
6092         /* find the s64_min and s64_min after sign extension */
6093         if (size == 1) {
6094                 init_s64_max = (s8)reg->smax_value;
6095                 init_s64_min = (s8)reg->smin_value;
6096         } else if (size == 2) {
6097                 init_s64_max = (s16)reg->smax_value;
6098                 init_s64_min = (s16)reg->smin_value;
6099         } else {
6100                 init_s64_max = (s32)reg->smax_value;
6101                 init_s64_min = (s32)reg->smin_value;
6102         }
6103
6104         s64_max = max(init_s64_max, init_s64_min);
6105         s64_min = min(init_s64_max, init_s64_min);
6106
6107         /* both of s64_max/s64_min positive or negative */
6108         if ((s64_max >= 0) == (s64_min >= 0)) {
6109                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = s64_min;
6110                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = s64_max;
6111                 reg->umin_value = reg->u32_min_value = s64_min;
6112                 reg->umax_value = reg->u32_max_value = s64_max;
6113                 reg->var_off = tnum_range(s64_min, s64_max);
6114                 return;
6115         }
6116
6117 out:
6118         set_sext64_default_val(reg, size);
6119 }
6120
6121 static void set_sext32_default_val(struct bpf_reg_state *reg, int size)
6122 {
6123         if (size == 1) {
6124                 reg->s32_min_value = S8_MIN;
6125                 reg->s32_max_value = S8_MAX;
6126         } else {
6127                 /* size == 2 */
6128                 reg->s32_min_value = S16_MIN;
6129                 reg->s32_max_value = S16_MAX;
6130         }
6131         reg->u32_min_value = 0;
6132         reg->u32_max_value = U32_MAX;
6133 }
6134
6135 static void coerce_subreg_to_size_sx(struct bpf_reg_state *reg, int size)
6136 {
6137         s32 init_s32_max, init_s32_min, s32_max, s32_min, u32_val;
6138         u32 top_smax_value, top_smin_value;
6139         u32 num_bits = size * 8;
6140
6141         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6142                 u32_val = reg->var_off.value;
6143                 if (size == 1)
6144                         reg->var_off = tnum_const((s8)u32_val);
6145                 else
6146                         reg->var_off = tnum_const((s16)u32_val);
6147
6148                 u32_val = reg->var_off.value;
6149                 reg->s32_min_value = reg->s32_max_value = u32_val;
6150                 reg->u32_min_value = reg->u32_max_value = u32_val;
6151                 return;
6152         }
6153
6154         top_smax_value = ((u32)reg->s32_max_value >> num_bits) << num_bits;
6155         top_smin_value = ((u32)reg->s32_min_value >> num_bits) << num_bits;
6156
6157         if (top_smax_value != top_smin_value)
6158                 goto out;
6159
6160         /* find the s32_min and s32_min after sign extension */
6161         if (size == 1) {
6162                 init_s32_max = (s8)reg->s32_max_value;
6163                 init_s32_min = (s8)reg->s32_min_value;
6164         } else {
6165                 /* size == 2 */
6166                 init_s32_max = (s16)reg->s32_max_value;
6167                 init_s32_min = (s16)reg->s32_min_value;
6168         }
6169         s32_max = max(init_s32_max, init_s32_min);
6170         s32_min = min(init_s32_max, init_s32_min);
6171
6172         if ((s32_min >= 0) == (s32_max >= 0)) {
6173                 reg->s32_min_value = s32_min;
6174                 reg->s32_max_value = s32_max;
6175                 reg->u32_min_value = (u32)s32_min;
6176                 reg->u32_max_value = (u32)s32_max;
6177                 return;
6178         }
6179
6180 out:
6181         set_sext32_default_val(reg, size);
6182 }
6183
6184 static bool bpf_map_is_rdonly(const struct bpf_map *map)
6185 {
6186         /* A map is considered read-only if the following condition are true:
6187          *
6188          * 1) BPF program side cannot change any of the map content. The
6189          *    BPF_F_RDONLY_PROG flag is throughout the lifetime of a map
6190          *    and was set at map creation time.
6191          * 2) The map value(s) have been initialized from user space by a
6192          *    loader and then "frozen", such that no new map update/delete
6193          *    operations from syscall side are possible for the rest of
6194          *    the map's lifetime from that point onwards.
6195          * 3) Any parallel/pending map update/delete operations from syscall
6196          *    side have been completed. Only after that point, it's safe to
6197          *    assume that map value(s) are immutable.
6198          */
6199         return (map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
6200                READ_ONCE(map->frozen) &&
6201                !bpf_map_write_active(map);
6202 }
6203
6204 static int bpf_map_direct_read(struct bpf_map *map, int off, int size, u64 *val,
6205                                bool is_ldsx)
6206 {
6207         void *ptr;
6208         u64 addr;
6209         int err;
6210
6211         err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
6212         if (err)
6213                 return err;
6214         ptr = (void *)(long)addr + off;
6215
6216         switch (size) {
6217         case sizeof(u8):
6218                 *val = is_ldsx ? (s64)*(s8 *)ptr : (u64)*(u8 *)ptr;
6219                 break;
6220         case sizeof(u16):
6221                 *val = is_ldsx ? (s64)*(s16 *)ptr : (u64)*(u16 *)ptr;
6222                 break;
6223         case sizeof(u32):
6224                 *val = is_ldsx ? (s64)*(s32 *)ptr : (u64)*(u32 *)ptr;
6225                 break;
6226         case sizeof(u64):
6227                 *val = *(u64 *)ptr;
6228                 break;
6229         default:
6230                 return -EINVAL;
6231         }
6232         return 0;
6233 }
6234
6235 #define BTF_TYPE_SAFE_RCU(__type)  __PASTE(__type, __safe_rcu)
6236 #define BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(__type)  __PASTE(__type, __safe_rcu_or_null)
6237 #define BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(__type)  __PASTE(__type, __safe_trusted)
6238
6239 /*
6240  * Allow list few fields as RCU trusted or full trusted.
6241  * This logic doesn't allow mix tagging and will be removed once GCC supports
6242  * btf_type_tag.
6243  */
6244
6245 /* RCU trusted: these fields are trusted in RCU CS and never NULL */
6246 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct task_struct) {
6247         const cpumask_t *cpus_ptr;
6248         struct css_set __rcu *cgroups;
6249         struct task_struct __rcu *real_parent;
6250         struct task_struct *group_leader;
6251 };
6252
6253 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct cgroup) {
6254         /* cgrp->kn is always accessible as documented in kernel/cgroup/cgroup.c */
6255         struct kernfs_node *kn;
6256 };
6257
6258 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct css_set) {
6259         struct cgroup *dfl_cgrp;
6260 };
6261
6262 /* RCU trusted: these fields are trusted in RCU CS and can be NULL */
6263 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct mm_struct) {
6264         struct file __rcu *exe_file;
6265 };
6266
6267 /* skb->sk, req->sk are not RCU protected, but we mark them as such
6268  * because bpf prog accessible sockets are SOCK_RCU_FREE.
6269  */
6270 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct sk_buff) {
6271         struct sock *sk;
6272 };
6273
6274 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct request_sock) {
6275         struct sock *sk;
6276 };
6277
6278 /* full trusted: these fields are trusted even outside of RCU CS and never NULL */
6279 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter_meta) {
6280         struct seq_file *seq;
6281 };
6282
6283 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter__task) {
6284         struct bpf_iter_meta *meta;
6285         struct task_struct *task;
6286 };
6287
6288 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct linux_binprm) {
6289         struct file *file;
6290 };
6291
6292 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct file) {
6293         struct inode *f_inode;
6294 };
6295
6296 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct dentry) {
6297         /* no negative dentry-s in places where bpf can see it */
6298         struct inode *d_inode;
6299 };
6300
6301 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct socket) {
6302         struct sock *sk;
6303 };
6304
6305 static bool type_is_rcu(struct bpf_verifier_env *env,
6306                         struct bpf_reg_state *reg,
6307                         const char *field_name, u32 btf_id)
6308 {
6309         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct task_struct));
6310         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct cgroup));
6311         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct css_set));
6312
6313         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_rcu");
6314 }
6315
6316 static bool type_is_rcu_or_null(struct bpf_verifier_env *env,
6317                                 struct bpf_reg_state *reg,
6318                                 const char *field_name, u32 btf_id)
6319 {
6320         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct mm_struct));
6321         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct sk_buff));
6322         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct request_sock));
6323
6324         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_rcu_or_null");
6325 }
6326
6327 static bool type_is_trusted(struct bpf_verifier_env *env,
6328                             struct bpf_reg_state *reg,
6329                             const char *field_name, u32 btf_id)
6330 {
6331         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter_meta));
6332         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter__task));
6333         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct linux_binprm));
6334         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct file));
6335         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct dentry));
6336         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct socket));
6337
6338         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_trusted");
6339 }
6340
6341 static int check_ptr_to_btf_access(struct bpf_verifier_env *env,
6342                                    struct bpf_reg_state *regs,
6343                                    int regno, int off, int size,
6344                                    enum bpf_access_type atype,
6345                                    int value_regno)
6346 {
6347         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6348         const struct btf_type *t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
6349         const char *tname = btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off);
6350         const char *field_name = NULL;
6351         enum bpf_type_flag flag = 0;
6352         u32 btf_id = 0;
6353         int ret;
6354
6355         if (!env->allow_ptr_leaks) {
6356                 verbose(env,
6357                         "'struct %s' access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
6358                         tname);
6359                 return -EPERM;
6360         }
6361         if (!env->prog->gpl_compatible && btf_is_kernel(reg->btf)) {
6362                 verbose(env,
6363                         "Cannot access kernel 'struct %s' from non-GPL compatible program\n",
6364                         tname);
6365                 return -EINVAL;
6366         }
6367         if (off < 0) {
6368                 verbose(env,
6369                         "R%d is ptr_%s invalid negative access: off=%d\n",
6370                         regno, tname, off);
6371                 return -EACCES;
6372         }
6373         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
6374                 char tn_buf[48];
6375
6376                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6377                 verbose(env,
6378                         "R%d is ptr_%s invalid variable offset: off=%d, var_off=%s\n",
6379                         regno, tname, off, tn_buf);
6380                 return -EACCES;
6381         }
6382
6383         if (reg->type & MEM_USER) {
6384                 verbose(env,
6385                         "R%d is ptr_%s access user memory: off=%d\n",
6386                         regno, tname, off);
6387                 return -EACCES;
6388         }
6389
6390         if (reg->type & MEM_PERCPU) {
6391                 verbose(env,
6392                         "R%d is ptr_%s access percpu memory: off=%d\n",
6393                         regno, tname, off);
6394                 return -EACCES;
6395         }
6396
6397         if (env->ops->btf_struct_access && !type_is_alloc(reg->type) && atype == BPF_WRITE) {
6398                 if (!btf_is_kernel(reg->btf)) {
6399                         verbose(env, "verifier internal error: reg->btf must be kernel btf\n");
6400                         return -EFAULT;
6401                 }
6402                 ret = env->ops->btf_struct_access(&env->log, reg, off, size);
6403         } else {
6404                 /* Writes are permitted with default btf_struct_access for
6405                  * program allocated objects (which always have ref_obj_id > 0),
6406                  * but not for untrusted PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC.
6407                  */
6408                 if (atype != BPF_READ && !type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
6409                         verbose(env, "only read is supported\n");
6410                         return -EACCES;
6411                 }
6412
6413                 if (type_is_alloc(reg->type) && !type_is_non_owning_ref(reg->type) &&
6414                     !reg->ref_obj_id) {
6415                         verbose(env, "verifier internal error: ref_obj_id for allocated object must be non-zero\n");
6416                         return -EFAULT;
6417                 }
6418
6419                 ret = btf_struct_access(&env->log, reg, off, size, atype, &btf_id, &flag, &field_name);
6420         }
6421
6422         if (ret < 0)
6423                 return ret;
6424
6425         if (ret != PTR_TO_BTF_ID) {
6426                 /* just mark; */
6427
6428         } else if (type_flag(reg->type) & PTR_UNTRUSTED) {
6429                 /* If this is an untrusted pointer, all pointers formed by walking it
6430                  * also inherit the untrusted flag.
6431                  */
6432                 flag = PTR_UNTRUSTED;
6433
6434         } else if (is_trusted_reg(reg) || is_rcu_reg(reg)) {
6435                 /* By default any pointer obtained from walking a trusted pointer is no
6436                  * longer trusted, unless the field being accessed has explicitly been
6437                  * marked as inheriting its parent's state of trust (either full or RCU).
6438                  * For example:
6439                  * 'cgroups' pointer is untrusted if task->cgroups dereference
6440                  * happened in a sleepable program outside of bpf_rcu_read_lock()
6441                  * section. In a non-sleepable program it's trusted while in RCU CS (aka MEM_RCU).
6442                  * Note bpf_rcu_read_unlock() converts MEM_RCU pointers to PTR_UNTRUSTED.
6443                  *
6444                  * A regular RCU-protected pointer with __rcu tag can also be deemed
6445                  * trusted if we are in an RCU CS. Such pointer can be NULL.
6446                  */
6447                 if (type_is_trusted(env, reg, field_name, btf_id)) {
6448                         flag |= PTR_TRUSTED;
6449                 } else if (in_rcu_cs(env) && !type_may_be_null(reg->type)) {
6450                         if (type_is_rcu(env, reg, field_name, btf_id)) {
6451                                 /* ignore __rcu tag and mark it MEM_RCU */
6452                                 flag |= MEM_RCU;
6453                         } else if (flag & MEM_RCU ||
6454                                    type_is_rcu_or_null(env, reg, field_name, btf_id)) {
6455                                 /* __rcu tagged pointers can be NULL */
6456                                 flag |= MEM_RCU | PTR_MAYBE_NULL;
6457
6458                                 /* We always trust them */
6459                                 if (type_is_rcu_or_null(env, reg, field_name, btf_id) &&
6460                                     flag & PTR_UNTRUSTED)
6461                                         flag &= ~PTR_UNTRUSTED;
6462                         } else if (flag & (MEM_PERCPU | MEM_USER)) {
6463                                 /* keep as-is */
6464                         } else {
6465                                 /* walking unknown pointers yields old deprecated PTR_TO_BTF_ID */
6466                                 clear_trusted_flags(&flag);
6467                         }
6468                 } else {
6469                         /*
6470                          * If not in RCU CS or MEM_RCU pointer can be NULL then
6471                          * aggressively mark as untrusted otherwise such
6472                          * pointers will be plain PTR_TO_BTF_ID without flags
6473                          * and will be allowed to be passed into helpers for
6474                          * compat reasons.
6475                          */
6476                         flag = PTR_UNTRUSTED;
6477                 }
6478         } else {
6479                 /* Old compat. Deprecated */
6480                 clear_trusted_flags(&flag);
6481         }
6482
6483         if (atype == BPF_READ && value_regno >= 0)
6484                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, reg->btf, btf_id, flag);
6485
6486         return 0;
6487 }
6488
6489 static int check_ptr_to_map_access(struct bpf_verifier_env *env,
6490                                    struct bpf_reg_state *regs,
6491                                    int regno, int off, int size,
6492                                    enum bpf_access_type atype,
6493                                    int value_regno)
6494 {
6495         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6496         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6497         struct bpf_reg_state map_reg;
6498         enum bpf_type_flag flag = 0;
6499         const struct btf_type *t;
6500         const char *tname;
6501         u32 btf_id;
6502         int ret;
6503
6504         if (!btf_vmlinux) {
6505                 verbose(env, "map_ptr access not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
6506                 return -ENOTSUPP;
6507         }
6508
6509         if (!map->ops->map_btf_id || !*map->ops->map_btf_id) {
6510                 verbose(env, "map_ptr access not supported for map type %d\n",
6511                         map->map_type);
6512                 return -ENOTSUPP;
6513         }
6514
6515         t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id);
6516         tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
6517
6518         if (!env->allow_ptr_leaks) {
6519                 verbose(env,
6520                         "'struct %s' access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
6521                         tname);
6522                 return -EPERM;
6523         }
6524
6525         if (off < 0) {
6526                 verbose(env, "R%d is %s invalid negative access: off=%d\n",
6527                         regno, tname, off);
6528                 return -EACCES;
6529         }
6530
6531         if (atype != BPF_READ) {
6532                 verbose(env, "only read from %s is supported\n", tname);
6533                 return -EACCES;
6534         }
6535
6536         /* Simulate access to a PTR_TO_BTF_ID */
6537         memset(&map_reg, 0, sizeof(map_reg));
6538         mark_btf_ld_reg(env, &map_reg, 0, PTR_TO_BTF_ID, btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id, 0);
6539         ret = btf_struct_access(&env->log, &map_reg, off, size, atype, &btf_id, &flag, NULL);
6540         if (ret < 0)
6541                 return ret;
6542
6543         if (value_regno >= 0)
6544                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, btf_vmlinux, btf_id, flag);
6545
6546         return 0;
6547 }
6548
6549 /* Check that the stack access at the given offset is within bounds. The
6550  * maximum valid offset is -1.
6551  *
6552  * The minimum valid offset is -MAX_BPF_STACK for writes, and
6553  * -state->allocated_stack for reads.
6554  */
6555 static int check_stack_slot_within_bounds(struct bpf_verifier_env *env,
6556                                           s64 off,
6557                                           struct bpf_func_state *state,
6558                                           enum bpf_access_type t)
6559 {
6560         int min_valid_off;
6561
6562         if (t == BPF_WRITE || env->allow_uninit_stack)
6563                 min_valid_off = -MAX_BPF_STACK;
6564         else
6565                 min_valid_off = -state->allocated_stack;
6566
6567         if (off < min_valid_off || off > -1)
6568                 return -EACCES;
6569         return 0;
6570 }
6571
6572 /* Check that the stack access at 'regno + off' falls within the maximum stack
6573  * bounds.
6574  *
6575  * 'off' includes `regno->offset`, but not its dynamic part (if any).
6576  */
6577 static int check_stack_access_within_bounds(
6578                 struct bpf_verifier_env *env,
6579                 int regno, int off, int access_size,
6580                 enum bpf_access_src src, enum bpf_access_type type)
6581 {
6582         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6583         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6584         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
6585         s64 min_off, max_off;
6586         int err;
6587         char *err_extra;
6588
6589         if (src == ACCESS_HELPER)
6590                 /* We don't know if helpers are reading or writing (or both). */
6591                 err_extra = " indirect access to";
6592         else if (type == BPF_READ)
6593                 err_extra = " read from";
6594         else
6595                 err_extra = " write to";
6596
6597         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6598                 min_off = (s64)reg->var_off.value + off;
6599                 max_off = min_off + access_size;
6600         } else {
6601                 if (reg->smax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF ||
6602                     reg->smin_value <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
6603                         verbose(env, "invalid unbounded variable-offset%s stack R%d\n",
6604                                 err_extra, regno);
6605                         return -EACCES;
6606                 }
6607                 min_off = reg->smin_value + off;
6608                 max_off = reg->smax_value + off + access_size;
6609         }
6610
6611         err = check_stack_slot_within_bounds(env, min_off, state, type);
6612         if (!err && max_off > 0)
6613                 err = -EINVAL; /* out of stack access into non-negative offsets */
6614
6615         if (err) {
6616                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6617                         verbose(env, "invalid%s stack R%d off=%d size=%d\n",
6618                                 err_extra, regno, off, access_size);
6619                 } else {
6620                         char tn_buf[48];
6621
6622                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6623                         verbose(env, "invalid variable-offset%s stack R%d var_off=%s size=%d\n",
6624                                 err_extra, regno, tn_buf, access_size);
6625                 }
6626                 return err;
6627         }
6628
6629         return grow_stack_state(env, state, round_up(-min_off, BPF_REG_SIZE));
6630 }
6631
6632 /* check whether memory at (regno + off) is accessible for t = (read | write)
6633  * if t==write, value_regno is a register which value is stored into memory
6634  * if t==read, value_regno is a register which will receive the value from memory
6635  * if t==write && value_regno==-1, some unknown value is stored into memory
6636  * if t==read && value_regno==-1, don't care what we read from memory
6637  */
6638 static int check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, u32 regno,
6639                             int off, int bpf_size, enum bpf_access_type t,
6640                             int value_regno, bool strict_alignment_once, bool is_ldsx)
6641 {
6642         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6643         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6644         int size, err = 0;
6645
6646         size = bpf_size_to_bytes(bpf_size);
6647         if (size < 0)
6648                 return size;
6649
6650         /* alignment checks will add in reg->off themselves */
6651         err = check_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict_alignment_once);
6652         if (err)
6653                 return err;
6654
6655         /* for access checks, reg->off is just part of off */
6656         off += reg->off;
6657
6658         if (reg->type == PTR_TO_MAP_KEY) {
6659                 if (t == BPF_WRITE) {
6660                         verbose(env, "write to change key R%d not allowed\n", regno);
6661                         return -EACCES;
6662                 }
6663
6664                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
6665                                               reg->map_ptr->key_size, false);
6666                 if (err)
6667                         return err;
6668                 if (value_regno >= 0)
6669                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6670         } else if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
6671                 struct btf_field *kptr_field = NULL;
6672
6673                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6674                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6675                         verbose(env, "R%d leaks addr into map\n", value_regno);
6676                         return -EACCES;
6677                 }
6678                 err = check_map_access_type(env, regno, off, size, t);
6679                 if (err)
6680                         return err;
6681                 err = check_map_access(env, regno, off, size, false, ACCESS_DIRECT);
6682                 if (err)
6683                         return err;
6684                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
6685                         kptr_field = btf_record_find(reg->map_ptr->record,
6686                                                      off + reg->var_off.value, BPF_KPTR);
6687                 if (kptr_field) {
6688                         err = check_map_kptr_access(env, regno, value_regno, insn_idx, kptr_field);
6689                 } else if (t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
6690                         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6691
6692                         /* if map is read-only, track its contents as scalars */
6693                         if (tnum_is_const(reg->var_off) &&
6694                             bpf_map_is_rdonly(map) &&
6695                             map->ops->map_direct_value_addr) {
6696                                 int map_off = off + reg->var_off.value;
6697                                 u64 val = 0;
6698
6699                                 err = bpf_map_direct_read(map, map_off, size,
6700                                                           &val, is_ldsx);
6701                                 if (err)
6702                                         return err;
6703
6704                                 regs[value_regno].type = SCALAR_VALUE;
6705                                 __mark_reg_known(&regs[value_regno], val);
6706                         } else {
6707                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6708                         }
6709                 }
6710         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM) {
6711                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
6712
6713                 if (type_may_be_null(reg->type)) {
6714                         verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
6715                                 reg_type_str(env, reg->type));
6716                         return -EACCES;
6717                 }
6718
6719                 if (t == BPF_WRITE && rdonly_mem) {
6720                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6721                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
6722                         return -EACCES;
6723                 }
6724
6725                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6726                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6727                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", value_regno);
6728                         return -EACCES;
6729                 }
6730
6731                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
6732                                               reg->mem_size, false);
6733                 if (!err && value_regno >= 0 && (t == BPF_READ || rdonly_mem))
6734                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6735         } else if (reg->type == PTR_TO_CTX) {
6736                 enum bpf_reg_type reg_type = SCALAR_VALUE;
6737                 struct btf *btf = NULL;
6738                 u32 btf_id = 0;
6739
6740                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6741                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6742                         verbose(env, "R%d leaks addr into ctx\n", value_regno);
6743                         return -EACCES;
6744                 }
6745
6746                 err = check_ptr_off_reg(env, reg, regno);
6747                 if (err < 0)
6748                         return err;
6749
6750                 err = check_ctx_access(env, insn_idx, off, size, t, &reg_type, &btf,
6751                                        &btf_id);
6752                 if (err)
6753                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
6754                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
6755                         /* ctx access returns either a scalar, or a
6756                          * PTR_TO_PACKET[_META,_END]. In the latter
6757                          * case, we know the offset is zero.
6758                          */
6759                         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
6760                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6761                         } else {
6762                                 mark_reg_known_zero(env, regs,
6763                                                     value_regno);
6764                                 if (type_may_be_null(reg_type))
6765                                         regs[value_regno].id = ++env->id_gen;
6766                                 /* A load of ctx field could have different
6767                                  * actual load size with the one encoded in the
6768                                  * insn. When the dst is PTR, it is for sure not
6769                                  * a sub-register.
6770                                  */
6771                                 regs[value_regno].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
6772                                 if (base_type(reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
6773                                         regs[value_regno].btf = btf;
6774                                         regs[value_regno].btf_id = btf_id;
6775                                 }
6776                         }
6777                         regs[value_regno].type = reg_type;
6778                 }
6779
6780         } else if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
6781                 /* Basic bounds checks. */
6782                 err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, size, ACCESS_DIRECT, t);
6783                 if (err)
6784                         return err;
6785
6786                 if (t == BPF_READ)
6787                         err = check_stack_read(env, regno, off, size,
6788                                                value_regno);
6789                 else
6790                         err = check_stack_write(env, regno, off, size,
6791                                                 value_regno, insn_idx);
6792         } else if (reg_is_pkt_pointer(reg)) {
6793                 if (t == BPF_WRITE && !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, t)) {
6794                         verbose(env, "cannot write into packet\n");
6795                         return -EACCES;
6796                 }
6797                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6798                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6799                         verbose(env, "R%d leaks addr into packet\n",
6800                                 value_regno);
6801                         return -EACCES;
6802                 }
6803                 err = check_packet_access(env, regno, off, size, false);
6804                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6805                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6806         } else if (reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS) {
6807                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6808                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6809                         verbose(env, "R%d leaks addr into flow keys\n",
6810                                 value_regno);
6811                         return -EACCES;
6812                 }
6813
6814                 err = check_flow_keys_access(env, off, size);
6815                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6816                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6817         } else if (type_is_sk_pointer(reg->type)) {
6818                 if (t == BPF_WRITE) {
6819                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6820                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
6821                         return -EACCES;
6822                 }
6823                 err = check_sock_access(env, insn_idx, regno, off, size, t);
6824                 if (!err && value_regno >= 0)
6825                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6826         } else if (reg->type == PTR_TO_TP_BUFFER) {
6827                 err = check_tp_buffer_access(env, reg, regno, off, size);
6828                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6829                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6830         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID &&
6831                    !type_may_be_null(reg->type)) {
6832                 err = check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, off, size, t,
6833                                               value_regno);
6834         } else if (reg->type == CONST_PTR_TO_MAP) {
6835                 err = check_ptr_to_map_access(env, regs, regno, off, size, t,
6836                                               value_regno);
6837         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BUF) {
6838                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
6839                 u32 *max_access;
6840
6841                 if (rdonly_mem) {
6842                         if (t == BPF_WRITE) {
6843                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6844                                         regno, reg_type_str(env, reg->type));
6845                                 return -EACCES;
6846                         }
6847                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
6848                 } else {
6849                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
6850                 }
6851
6852                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
6853                                           max_access);
6854
6855                 if (!err && value_regno >= 0 && (rdonly_mem || t == BPF_READ))
6856                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6857         } else {
6858                 verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
6859                         reg_type_str(env, reg->type));
6860                 return -EACCES;
6861         }
6862
6863         if (!err && size < BPF_REG_SIZE && value_regno >= 0 && t == BPF_READ &&
6864             regs[value_regno].type == SCALAR_VALUE) {
6865                 if (!is_ldsx)
6866                         /* b/h/w load zero-extends, mark upper bits as known 0 */
6867                         coerce_reg_to_size(&regs[value_regno], size);
6868                 else
6869                         coerce_reg_to_size_sx(&regs[value_regno], size);
6870         }
6871         return err;
6872 }
6873
6874 static int check_atomic(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, struct bpf_insn *insn)
6875 {
6876         int load_reg;
6877         int err;
6878
6879         switch (insn->imm) {
6880         case BPF_ADD:
6881         case BPF_ADD | BPF_FETCH:
6882         case BPF_AND:
6883         case BPF_AND | BPF_FETCH:
6884         case BPF_OR:
6885         case BPF_OR | BPF_FETCH:
6886         case BPF_XOR:
6887         case BPF_XOR | BPF_FETCH:
6888         case BPF_XCHG:
6889         case BPF_CMPXCHG:
6890                 break;
6891         default:
6892                 verbose(env, "BPF_ATOMIC uses invalid atomic opcode %02x\n", insn->imm);
6893                 return -EINVAL;
6894         }
6895
6896         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W && BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
6897                 verbose(env, "invalid atomic operand size\n");
6898                 return -EINVAL;
6899         }
6900
6901         /* check src1 operand */
6902         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
6903         if (err)
6904                 return err;
6905
6906         /* check src2 operand */
6907         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
6908         if (err)
6909                 return err;
6910
6911         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG) {
6912                 /* Check comparison of R0 with memory location */
6913                 const u32 aux_reg = BPF_REG_0;
6914
6915                 err = check_reg_arg(env, aux_reg, SRC_OP);
6916                 if (err)
6917                         return err;
6918
6919                 if (is_pointer_value(env, aux_reg)) {
6920                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", aux_reg);
6921                         return -EACCES;
6922                 }
6923         }
6924
6925         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
6926                 verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", insn->src_reg);
6927                 return -EACCES;
6928         }
6929
6930         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg) ||
6931             is_pkt_reg(env, insn->dst_reg) ||
6932             is_flow_key_reg(env, insn->dst_reg) ||
6933             is_sk_reg(env, insn->dst_reg)) {
6934                 verbose(env, "BPF_ATOMIC stores into R%d %s is not allowed\n",
6935                         insn->dst_reg,
6936                         reg_type_str(env, reg_state(env, insn->dst_reg)->type));
6937                 return -EACCES;
6938         }
6939
6940         if (insn->imm & BPF_FETCH) {
6941                 if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
6942                         load_reg = BPF_REG_0;
6943                 else
6944                         load_reg = insn->src_reg;
6945
6946                 /* check and record load of old value */
6947                 err = check_reg_arg(env, load_reg, DST_OP);
6948                 if (err)
6949                         return err;
6950         } else {
6951                 /* This instruction accesses a memory location but doesn't
6952                  * actually load it into a register.
6953                  */
6954                 load_reg = -1;
6955         }
6956
6957         /* Check whether we can read the memory, with second call for fetch
6958          * case to simulate the register fill.
6959          */
6960         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6961                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, -1, true, false);
6962         if (!err && load_reg >= 0)
6963                 err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6964                                        BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, load_reg,
6965                                        true, false);
6966         if (err)
6967                 return err;
6968
6969         /* Check whether we can write into the same memory. */
6970         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6971                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE, -1, true, false);
6972         if (err)
6973                 return err;
6974
6975         return 0;
6976 }
6977
6978 /* When register 'regno' is used to read the stack (either directly or through
6979  * a helper function) make sure that it's within stack boundary and, depending
6980  * on the access type and privileges, that all elements of the stack are
6981  * initialized.
6982  *
6983  * 'off' includes 'regno->off', but not its dynamic part (if any).
6984  *
6985  * All registers that have been spilled on the stack in the slots within the
6986  * read offsets are marked as read.
6987  */
6988 static int check_stack_range_initialized(
6989                 struct bpf_verifier_env *env, int regno, int off,
6990                 int access_size, bool zero_size_allowed,
6991                 enum bpf_access_src type, struct bpf_call_arg_meta *meta)
6992 {
6993         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
6994         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
6995         int err, min_off, max_off, i, j, slot, spi;
6996         char *err_extra = type == ACCESS_HELPER ? " indirect" : "";
6997         enum bpf_access_type bounds_check_type;
6998         /* Some accesses can write anything into the stack, others are
6999          * read-only.
7000          */
7001         bool clobber = false;
7002
7003         if (access_size == 0 && !zero_size_allowed) {
7004                 verbose(env, "invalid zero-sized read\n");
7005                 return -EACCES;
7006         }
7007
7008         if (type == ACCESS_HELPER) {
7009                 /* The bounds checks for writes are more permissive than for
7010                  * reads. However, if raw_mode is not set, we'll do extra
7011                  * checks below.
7012                  */
7013                 bounds_check_type = BPF_WRITE;
7014                 clobber = true;
7015         } else {
7016                 bounds_check_type = BPF_READ;
7017         }
7018         err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, access_size,
7019                                                type, bounds_check_type);
7020         if (err)
7021                 return err;
7022
7023
7024         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
7025                 min_off = max_off = reg->var_off.value + off;
7026         } else {
7027                 /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for
7028                  * simplicity since it requires corresponding support in
7029                  * Spectre masking for stack ALU.
7030                  * See also retrieve_ptr_limit().
7031                  */
7032                 if (!env->bypass_spec_v1) {
7033                         char tn_buf[48];
7034
7035                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
7036                         verbose(env, "R%d%s variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
7037                                 regno, err_extra, tn_buf);
7038                         return -EACCES;
7039                 }
7040                 /* Only initialized buffer on stack is allowed to be accessed
7041                  * with variable offset. With uninitialized buffer it's hard to
7042                  * guarantee that whole memory is marked as initialized on
7043                  * helper return since specific bounds are unknown what may
7044                  * cause uninitialized stack leaking.
7045                  */
7046                 if (meta && meta->raw_mode)
7047                         meta = NULL;
7048
7049                 min_off = reg->smin_value + off;
7050                 max_off = reg->smax_value + off;
7051         }
7052
7053         if (meta && meta->raw_mode) {
7054                 /* Ensure we won't be overwriting dynptrs when simulating byte
7055                  * by byte access in check_helper_call using meta.access_size.
7056                  * This would be a problem if we have a helper in the future
7057                  * which takes:
7058                  *
7059                  *      helper(uninit_mem, len, dynptr)
7060                  *
7061                  * Now, uninint_mem may overlap with dynptr pointer. Hence, it
7062                  * may end up writing to dynptr itself when touching memory from
7063                  * arg 1. This can be relaxed on a case by case basis for known
7064                  * safe cases, but reject due to the possibilitiy of aliasing by
7065                  * default.
7066                  */
7067                 for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
7068                         int stack_off = -i - 1;
7069
7070                         spi = __get_spi(i);
7071                         /* raw_mode may write past allocated_stack */
7072                         if (state->allocated_stack <= stack_off)
7073                                 continue;
7074                         if (state->stack[spi].slot_type[stack_off % BPF_REG_SIZE] == STACK_DYNPTR) {
7075                                 verbose(env, "potential write to dynptr at off=%d disallowed\n", i);
7076                                 return -EACCES;
7077                         }
7078                 }
7079                 meta->access_size = access_size;
7080                 meta->regno = regno;
7081                 return 0;
7082         }
7083
7084         for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
7085                 u8 *stype;
7086
7087                 slot = -i - 1;
7088                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
7089                 if (state->allocated_stack <= slot) {
7090                         verbose(env, "verifier bug: allocated_stack too small");
7091                         return -EFAULT;
7092                 }
7093
7094                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
7095                 if (*stype == STACK_MISC)
7096                         goto mark;
7097                 if ((*stype == STACK_ZERO) ||
7098                     (*stype == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)) {
7099                         if (clobber) {
7100                                 /* helper can write anything into the stack */
7101                                 *stype = STACK_MISC;
7102                         }
7103                         goto mark;
7104                 }
7105
7106                 if (is_spilled_reg(&state->stack[spi]) &&
7107                     (state->stack[spi].spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE ||
7108                      env->allow_ptr_leaks)) {
7109                         if (clobber) {
7110                                 __mark_reg_unknown(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
7111                                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
7112                                         scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[j]);
7113                         }
7114                         goto mark;
7115                 }
7116
7117                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
7118                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d off %d+%d size %d\n",
7119                                 err_extra, regno, min_off, i - min_off, access_size);
7120                 } else {
7121                         char tn_buf[48];
7122
7123                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
7124                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d var_off %s+%d size %d\n",
7125                                 err_extra, regno, tn_buf, i - min_off, access_size);
7126                 }
7127                 return -EACCES;
7128 mark:
7129                 /* reading any byte out of 8-byte 'spill_slot' will cause
7130                  * the whole slot to be marked as 'read'
7131                  */
7132                 mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
7133                               state->stack[spi].spilled_ptr.parent,
7134                               REG_LIVE_READ64);
7135                 /* We do not set REG_LIVE_WRITTEN for stack slot, as we can not
7136                  * be sure that whether stack slot is written to or not. Hence,
7137                  * we must still conservatively propagate reads upwards even if
7138                  * helper may write to the entire memory range.
7139                  */
7140         }
7141         return 0;
7142 }
7143
7144 static int check_helper_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7145                                    int access_size, bool zero_size_allowed,
7146                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
7147 {
7148         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7149         u32 *max_access;
7150
7151         switch (base_type(reg->type)) {
7152         case PTR_TO_PACKET:
7153         case PTR_TO_PACKET_META:
7154                 return check_packet_access(env, regno, reg->off, access_size,
7155                                            zero_size_allowed);
7156         case PTR_TO_MAP_KEY:
7157                 if (meta && meta->raw_mode) {
7158                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
7159                                 reg_type_str(env, reg->type));
7160                         return -EACCES;
7161                 }
7162                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off, access_size,
7163                                                reg->map_ptr->key_size, false);
7164         case PTR_TO_MAP_VALUE:
7165                 if (check_map_access_type(env, regno, reg->off, access_size,
7166                                           meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE :
7167                                           BPF_READ))
7168                         return -EACCES;
7169                 return check_map_access(env, regno, reg->off, access_size,
7170                                         zero_size_allowed, ACCESS_HELPER);
7171         case PTR_TO_MEM:
7172                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
7173                         if (meta && meta->raw_mode) {
7174                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
7175                                         reg_type_str(env, reg->type));
7176                                 return -EACCES;
7177                         }
7178                 }
7179                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off,
7180                                                access_size, reg->mem_size,
7181                                                zero_size_allowed);
7182         case PTR_TO_BUF:
7183                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
7184                         if (meta && meta->raw_mode) {
7185                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
7186                                         reg_type_str(env, reg->type));
7187                                 return -EACCES;
7188                         }
7189
7190                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
7191                 } else {
7192                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
7193                 }
7194                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
7195                                            access_size, zero_size_allowed,
7196                                            max_access);
7197         case PTR_TO_STACK:
7198                 return check_stack_range_initialized(
7199                                 env,
7200                                 regno, reg->off, access_size,
7201                                 zero_size_allowed, ACCESS_HELPER, meta);
7202         case PTR_TO_BTF_ID:
7203                 return check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, reg->off,
7204                                                access_size, BPF_READ, -1);
7205         case PTR_TO_CTX:
7206                 /* in case the function doesn't know how to access the context,
7207                  * (because we are in a program of type SYSCALL for example), we
7208                  * can not statically check its size.
7209                  * Dynamically check it now.
7210                  */
7211                 if (!env->ops->convert_ctx_access) {
7212                         enum bpf_access_type atype = meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE : BPF_READ;
7213                         int offset = access_size - 1;
7214
7215                         /* Allow zero-byte read from PTR_TO_CTX */
7216                         if (access_size == 0)
7217                                 return zero_size_allowed ? 0 : -EACCES;
7218
7219                         return check_mem_access(env, env->insn_idx, regno, offset, BPF_B,
7220                                                 atype, -1, false, false);
7221                 }
7222
7223                 fallthrough;
7224         default: /* scalar_value or invalid ptr */
7225                 /* Allow zero-byte read from NULL, regardless of pointer type */
7226                 if (zero_size_allowed && access_size == 0 &&
7227                     register_is_null(reg))
7228                         return 0;
7229
7230                 verbose(env, "R%d type=%s ", regno,
7231                         reg_type_str(env, reg->type));
7232                 verbose(env, "expected=%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_STACK));
7233                 return -EACCES;
7234         }
7235 }
7236
7237 static int check_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env,
7238                               struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
7239                               bool zero_size_allowed,
7240                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
7241 {
7242         int err;
7243
7244         /* This is used to refine r0 return value bounds for helpers
7245          * that enforce this value as an upper bound on return values.
7246          * See do_refine_retval_range() for helpers that can refine
7247          * the return value. C type of helper is u32 so we pull register
7248          * bound from umax_value however, if negative verifier errors
7249          * out. Only upper bounds can be learned because retval is an
7250          * int type and negative retvals are allowed.
7251          */
7252         meta->msize_max_value = reg->umax_value;
7253
7254         /* The register is SCALAR_VALUE; the access check
7255          * happens using its boundaries.
7256          */
7257         if (!tnum_is_const(reg->var_off))
7258                 /* For unprivileged variable accesses, disable raw
7259                  * mode so that the program is required to
7260                  * initialize all the memory that the helper could
7261                  * just partially fill up.
7262                  */
7263                 meta = NULL;
7264
7265         if (reg->smin_value < 0) {
7266                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned or 'var &= const'\n",
7267                         regno);
7268                 return -EACCES;
7269         }
7270
7271         if (reg->umin_value == 0) {
7272                 err = check_helper_mem_access(env, regno - 1, 0,
7273                                               zero_size_allowed,
7274                                               meta);
7275                 if (err)
7276                         return err;
7277         }
7278
7279         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_SIZ) {
7280                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
7281                         regno);
7282                 return -EACCES;
7283         }
7284         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1,
7285                                       reg->umax_value,
7286                                       zero_size_allowed, meta);
7287         if (!err)
7288                 err = mark_chain_precision(env, regno);
7289         return err;
7290 }
7291
7292 int check_mem_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
7293                    u32 regno, u32 mem_size)
7294 {
7295         bool may_be_null = type_may_be_null(reg->type);
7296         struct bpf_reg_state saved_reg;
7297         struct bpf_call_arg_meta meta;
7298         int err;
7299
7300         if (register_is_null(reg))
7301                 return 0;
7302
7303         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
7304         /* Assuming that the register contains a value check if the memory
7305          * access is safe. Temporarily save and restore the register's state as
7306          * the conversion shouldn't be visible to a caller.
7307          */
7308         if (may_be_null) {
7309                 saved_reg = *reg;
7310                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
7311         }
7312
7313         err = check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
7314         /* Check access for BPF_WRITE */
7315         meta.raw_mode = true;
7316         err = err ?: check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
7317
7318         if (may_be_null)
7319                 *reg = saved_reg;
7320
7321         return err;
7322 }
7323
7324 static int check_kfunc_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
7325                                     u32 regno)
7326 {
7327         struct bpf_reg_state *mem_reg = &cur_regs(env)[regno - 1];
7328         bool may_be_null = type_may_be_null(mem_reg->type);
7329         struct bpf_reg_state saved_reg;
7330         struct bpf_call_arg_meta meta;
7331         int err;
7332
7333         WARN_ON_ONCE(regno < BPF_REG_2 || regno > BPF_REG_5);
7334
7335         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
7336
7337         if (may_be_null) {
7338                 saved_reg = *mem_reg;
7339                 mark_ptr_not_null_reg(mem_reg);
7340         }
7341
7342         err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
7343         /* Check access for BPF_WRITE */
7344         meta.raw_mode = true;
7345         err = err ?: check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
7346
7347         if (may_be_null)
7348                 *mem_reg = saved_reg;
7349         return err;
7350 }
7351
7352 /* Implementation details:
7353  * bpf_map_lookup returns PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL.
7354  * bpf_obj_new returns PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_MAYBE_NULL.
7355  * Two bpf_map_lookups (even with the same key) will have different reg->id.
7356  * Two separate bpf_obj_new will also have different reg->id.
7357  * For traditional PTR_TO_MAP_VALUE or PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC, the verifier
7358  * clears reg->id after value_or_null->value transition, since the verifier only
7359  * cares about the range of access to valid map value pointer and doesn't care
7360  * about actual address of the map element.
7361  * For maps with 'struct bpf_spin_lock' inside map value the verifier keeps
7362  * reg->id > 0 after value_or_null->value transition. By doing so
7363  * two bpf_map_lookups will be considered two different pointers that
7364  * point to different bpf_spin_locks. Likewise for pointers to allocated objects
7365  * returned from bpf_obj_new.
7366  * The verifier allows taking only one bpf_spin_lock at a time to avoid
7367  * dead-locks.
7368  * Since only one bpf_spin_lock is allowed the checks are simpler than
7369  * reg_is_refcounted() logic. The verifier needs to remember only
7370  * one spin_lock instead of array of acquired_refs.
7371  * cur_state->active_lock remembers which map value element or allocated
7372  * object got locked and clears it after bpf_spin_unlock.
7373  */
7374 static int process_spin_lock(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7375                              bool is_lock)
7376 {
7377         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7378         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
7379         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
7380         u64 val = reg->var_off.value;
7381         struct bpf_map *map = NULL;
7382         struct btf *btf = NULL;
7383         struct btf_record *rec;
7384
7385         if (!is_const) {
7386                 verbose(env,
7387                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_spin_lock has to be at the constant offset\n",
7388                         regno);
7389                 return -EINVAL;
7390         }
7391         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
7392                 map = reg->map_ptr;
7393                 if (!map->btf) {
7394                         verbose(env,
7395                                 "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_spin_lock\n",
7396                                 map->name);
7397                         return -EINVAL;
7398                 }
7399         } else {
7400                 btf = reg->btf;
7401         }
7402
7403         rec = reg_btf_record(reg);
7404         if (!btf_record_has_field(rec, BPF_SPIN_LOCK)) {
7405                 verbose(env, "%s '%s' has no valid bpf_spin_lock\n", map ? "map" : "local",
7406                         map ? map->name : "kptr");
7407                 return -EINVAL;
7408         }
7409         if (rec->spin_lock_off != val + reg->off) {
7410                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_spin_lock' that is at %d\n",
7411                         val + reg->off, rec->spin_lock_off);
7412                 return -EINVAL;
7413         }
7414         if (is_lock) {
7415                 if (cur->active_lock.ptr) {
7416                         verbose(env,
7417                                 "Locking two bpf_spin_locks are not allowed\n");
7418                         return -EINVAL;
7419                 }
7420                 if (map)
7421                         cur->active_lock.ptr = map;
7422                 else
7423                         cur->active_lock.ptr = btf;
7424                 cur->active_lock.id = reg->id;
7425         } else {
7426                 void *ptr;
7427
7428                 if (map)
7429                         ptr = map;
7430                 else
7431                         ptr = btf;
7432
7433                 if (!cur->active_lock.ptr) {
7434                         verbose(env, "bpf_spin_unlock without taking a lock\n");
7435                         return -EINVAL;
7436                 }
7437                 if (cur->active_lock.ptr != ptr ||
7438                     cur->active_lock.id != reg->id) {
7439                         verbose(env, "bpf_spin_unlock of different lock\n");
7440                         return -EINVAL;
7441                 }
7442
7443                 invalidate_non_owning_refs(env);
7444
7445                 cur->active_lock.ptr = NULL;
7446                 cur->active_lock.id = 0;
7447         }
7448         return 0;
7449 }
7450
7451 static int process_timer_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7452                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
7453 {
7454         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7455         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
7456         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
7457         u64 val = reg->var_off.value;
7458
7459         if (!is_const) {
7460                 verbose(env,
7461                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_timer has to be at the constant offset\n",
7462                         regno);
7463                 return -EINVAL;
7464         }
7465         if (!map->btf) {
7466                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_timer\n",
7467                         map->name);
7468                 return -EINVAL;
7469         }
7470         if (!btf_record_has_field(map->record, BPF_TIMER)) {
7471                 verbose(env, "map '%s' has no valid bpf_timer\n", map->name);
7472                 return -EINVAL;
7473         }
7474         if (map->record->timer_off != val + reg->off) {
7475                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_timer' that is at %d\n",
7476                         val + reg->off, map->record->timer_off);
7477                 return -EINVAL;
7478         }
7479         if (meta->map_ptr) {
7480                 verbose(env, "verifier bug. Two map pointers in a timer helper\n");
7481                 return -EFAULT;
7482         }
7483         meta->map_uid = reg->map_uid;
7484         meta->map_ptr = map;
7485         return 0;
7486 }
7487
7488 static int process_kptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7489                              struct bpf_call_arg_meta *meta)
7490 {
7491         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7492         struct bpf_map *map_ptr = reg->map_ptr;
7493         struct btf_field *kptr_field;
7494         u32 kptr_off;
7495
7496         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
7497                 verbose(env,
7498                         "R%d doesn't have constant offset. kptr has to be at the constant offset\n",
7499                         regno);
7500                 return -EINVAL;
7501         }
7502         if (!map_ptr->btf) {
7503                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_kptr_xchg\n",
7504                         map_ptr->name);
7505                 return -EINVAL;
7506         }
7507         if (!btf_record_has_field(map_ptr->record, BPF_KPTR)) {
7508                 verbose(env, "map '%s' has no valid kptr\n", map_ptr->name);
7509                 return -EINVAL;
7510         }
7511
7512         meta->map_ptr = map_ptr;
7513         kptr_off = reg->off + reg->var_off.value;
7514         kptr_field = btf_record_find(map_ptr->record, kptr_off, BPF_KPTR);
7515         if (!kptr_field) {
7516                 verbose(env, "off=%d doesn't point to kptr\n", kptr_off);
7517                 return -EACCES;
7518         }
7519         if (kptr_field->type != BPF_KPTR_REF) {
7520                 verbose(env, "off=%d kptr isn't referenced kptr\n", kptr_off);
7521                 return -EACCES;
7522         }
7523         meta->kptr_field = kptr_field;
7524         return 0;
7525 }
7526
7527 /* There are two register types representing a bpf_dynptr, one is PTR_TO_STACK
7528  * which points to a stack slot, and the other is CONST_PTR_TO_DYNPTR.
7529  *
7530  * In both cases we deal with the first 8 bytes, but need to mark the next 8
7531  * bytes as STACK_DYNPTR in case of PTR_TO_STACK. In case of
7532  * CONST_PTR_TO_DYNPTR, we are guaranteed to get the beginning of the object.
7533  *
7534  * Mutability of bpf_dynptr is at two levels, one is at the level of struct
7535  * bpf_dynptr itself, i.e. whether the helper is receiving a pointer to struct
7536  * bpf_dynptr or pointer to const struct bpf_dynptr. In the former case, it can
7537  * mutate the view of the dynptr and also possibly destroy it. In the latter
7538  * case, it cannot mutate the bpf_dynptr itself but it can still mutate the
7539  * memory that dynptr points to.
7540  *
7541  * The verifier will keep track both levels of mutation (bpf_dynptr's in
7542  * reg->type and the memory's in reg->dynptr.type), but there is no support for
7543  * readonly dynptr view yet, hence only the first case is tracked and checked.
7544  *
7545  * This is consistent with how C applies the const modifier to a struct object,
7546  * where the pointer itself inside bpf_dynptr becomes const but not what it
7547  * points to.
7548  *
7549  * Helpers which do not mutate the bpf_dynptr set MEM_RDONLY in their argument
7550  * type, and declare it as 'const struct bpf_dynptr *' in their prototype.
7551  */
7552 static int process_dynptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno, int insn_idx,
7553                                enum bpf_arg_type arg_type, int clone_ref_obj_id)
7554 {
7555         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7556         int err;
7557
7558         /* MEM_UNINIT and MEM_RDONLY are exclusive, when applied to an
7559          * ARG_PTR_TO_DYNPTR (or ARG_PTR_TO_DYNPTR | DYNPTR_TYPE_*):
7560          */
7561         if ((arg_type & (MEM_UNINIT | MEM_RDONLY)) == (MEM_UNINIT | MEM_RDONLY)) {
7562                 verbose(env, "verifier internal error: misconfigured dynptr helper type flags\n");
7563                 return -EFAULT;
7564         }
7565
7566         /*  MEM_UNINIT - Points to memory that is an appropriate candidate for
7567          *               constructing a mutable bpf_dynptr object.
7568          *
7569          *               Currently, this is only possible with PTR_TO_STACK
7570          *               pointing to a region of at least 16 bytes which doesn't
7571          *               contain an existing bpf_dynptr.
7572          *
7573          *  MEM_RDONLY - Points to a initialized bpf_dynptr that will not be
7574          *               mutated or destroyed. However, the memory it points to
7575          *               may be mutated.
7576          *
7577          *  None       - Points to a initialized dynptr that can be mutated and
7578          *               destroyed, including mutation of the memory it points
7579          *               to.
7580          */
7581         if (arg_type & MEM_UNINIT) {
7582                 int i;
7583
7584                 if (!is_dynptr_reg_valid_uninit(env, reg)) {
7585                         verbose(env, "Dynptr has to be an uninitialized dynptr\n");
7586                         return -EINVAL;
7587                 }
7588
7589                 /* we write BPF_DW bits (8 bytes) at a time */
7590                 for (i = 0; i < BPF_DYNPTR_SIZE; i += 8) {
7591                         err = check_mem_access(env, insn_idx, regno,
7592                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false, false);
7593                         if (err)
7594                                 return err;
7595                 }
7596
7597                 err = mark_stack_slots_dynptr(env, reg, arg_type, insn_idx, clone_ref_obj_id);
7598         } else /* MEM_RDONLY and None case from above */ {
7599                 /* For the reg->type == PTR_TO_STACK case, bpf_dynptr is never const */
7600                 if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR && !(arg_type & MEM_RDONLY)) {
7601                         verbose(env, "cannot pass pointer to const bpf_dynptr, the helper mutates it\n");
7602                         return -EINVAL;
7603                 }
7604
7605                 if (!is_dynptr_reg_valid_init(env, reg)) {
7606                         verbose(env,
7607                                 "Expected an initialized dynptr as arg #%d\n",
7608                                 regno);
7609                         return -EINVAL;
7610                 }
7611
7612                 /* Fold modifiers (in this case, MEM_RDONLY) when checking expected type */
7613                 if (!is_dynptr_type_expected(env, reg, arg_type & ~MEM_RDONLY)) {
7614                         verbose(env,
7615                                 "Expected a dynptr of type %s as arg #%d\n",
7616                                 dynptr_type_str(arg_to_dynptr_type(arg_type)), regno);
7617                         return -EINVAL;
7618                 }
7619
7620                 err = mark_dynptr_read(env, reg);
7621         }
7622         return err;
7623 }
7624
7625 static u32 iter_ref_obj_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg, int spi)
7626 {
7627         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7628
7629         return state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
7630 }
7631
7632 static bool is_iter_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7633 {
7634         return meta->kfunc_flags & (KF_ITER_NEW | KF_ITER_NEXT | KF_ITER_DESTROY);
7635 }
7636
7637 static bool is_iter_new_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7638 {
7639         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_NEW;
7640 }
7641
7642 static bool is_iter_next_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7643 {
7644         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_NEXT;
7645 }
7646
7647 static bool is_iter_destroy_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7648 {
7649         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_DESTROY;
7650 }
7651
7652 static bool is_kfunc_arg_iter(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta, int arg)
7653 {
7654         /* btf_check_iter_kfuncs() guarantees that first argument of any iter
7655          * kfunc is iter state pointer
7656          */
7657         return arg == 0 && is_iter_kfunc(meta);
7658 }
7659
7660 static int process_iter_arg(struct bpf_verifier_env *env, int regno, int insn_idx,
7661                             struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7662 {
7663         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7664         const struct btf_type *t;
7665         const struct btf_param *arg;
7666         int spi, err, i, nr_slots;
7667         u32 btf_id;
7668
7669         /* btf_check_iter_kfuncs() ensures we don't need to validate anything here */
7670         arg = &btf_params(meta->func_proto)[0];
7671         t = btf_type_skip_modifiers(meta->btf, arg->type, NULL);        /* PTR */
7672         t = btf_type_skip_modifiers(meta->btf, t->type, &btf_id);       /* STRUCT */
7673         nr_slots = t->size / BPF_REG_SIZE;
7674
7675         if (is_iter_new_kfunc(meta)) {
7676                 /* bpf_iter_<type>_new() expects pointer to uninit iter state */
7677                 if (!is_iter_reg_valid_uninit(env, reg, nr_slots)) {
7678                         verbose(env, "expected uninitialized iter_%s as arg #%d\n",
7679                                 iter_type_str(meta->btf, btf_id), regno);
7680                         return -EINVAL;
7681                 }
7682
7683                 for (i = 0; i < nr_slots * 8; i += BPF_REG_SIZE) {
7684                         err = check_mem_access(env, insn_idx, regno,
7685                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false, false);
7686                         if (err)
7687                                 return err;
7688                 }
7689
7690                 err = mark_stack_slots_iter(env, reg, insn_idx, meta->btf, btf_id, nr_slots);
7691                 if (err)
7692                         return err;
7693         } else {
7694                 /* iter_next() or iter_destroy() expect initialized iter state*/
7695                 if (!is_iter_reg_valid_init(env, reg, meta->btf, btf_id, nr_slots)) {
7696                         verbose(env, "expected an initialized iter_%s as arg #%d\n",
7697                                 iter_type_str(meta->btf, btf_id), regno);
7698                         return -EINVAL;
7699                 }
7700
7701                 spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
7702                 if (spi < 0)
7703                         return spi;
7704
7705                 err = mark_iter_read(env, reg, spi, nr_slots);
7706                 if (err)
7707                         return err;
7708
7709                 /* remember meta->iter info for process_iter_next_call() */
7710                 meta->iter.spi = spi;
7711                 meta->iter.frameno = reg->frameno;
7712                 meta->ref_obj_id = iter_ref_obj_id(env, reg, spi);
7713
7714                 if (is_iter_destroy_kfunc(meta)) {
7715                         err = unmark_stack_slots_iter(env, reg, nr_slots);
7716                         if (err)
7717                                 return err;
7718                 }
7719         }
7720
7721         return 0;
7722 }
7723
7724 /* Look for a previous loop entry at insn_idx: nearest parent state
7725  * stopped at insn_idx with callsites matching those in cur->frame.
7726  */
7727 static struct bpf_verifier_state *find_prev_entry(struct bpf_verifier_env *env,
7728                                                   struct bpf_verifier_state *cur,
7729                                                   int insn_idx)
7730 {
7731         struct bpf_verifier_state_list *sl;
7732         struct bpf_verifier_state *st;
7733
7734         /* Explored states are pushed in stack order, most recent states come first */
7735         sl = *explored_state(env, insn_idx);
7736         for (; sl; sl = sl->next) {
7737                 /* If st->branches != 0 state is a part of current DFS verification path,
7738                  * hence cur & st for a loop.
7739                  */
7740                 st = &sl->state;
7741                 if (st->insn_idx == insn_idx && st->branches && same_callsites(st, cur) &&
7742                     st->dfs_depth < cur->dfs_depth)
7743                         return st;
7744         }
7745
7746         return NULL;
7747 }
7748
7749 static void reset_idmap_scratch(struct bpf_verifier_env *env);
7750 static bool regs_exact(const struct bpf_reg_state *rold,
7751                        const struct bpf_reg_state *rcur,
7752                        struct bpf_idmap *idmap);
7753
7754 static void maybe_widen_reg(struct bpf_verifier_env *env,
7755                             struct bpf_reg_state *rold, struct bpf_reg_state *rcur,
7756                             struct bpf_idmap *idmap)
7757 {
7758         if (rold->type != SCALAR_VALUE)
7759                 return;
7760         if (rold->type != rcur->type)
7761                 return;
7762         if (rold->precise || rcur->precise || regs_exact(rold, rcur, idmap))
7763                 return;
7764         __mark_reg_unknown(env, rcur);
7765 }
7766
7767 static int widen_imprecise_scalars(struct bpf_verifier_env *env,
7768                                    struct bpf_verifier_state *old,
7769                                    struct bpf_verifier_state *cur)
7770 {
7771         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
7772         int i, fr;
7773
7774         reset_idmap_scratch(env);
7775         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
7776                 fold = old->frame[fr];
7777                 fcur = cur->frame[fr];
7778
7779                 for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
7780                         maybe_widen_reg(env,
7781                                         &fold->regs[i],
7782                                         &fcur->regs[i],
7783                                         &env->idmap_scratch);
7784
7785                 for (i = 0; i < fold->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
7786                         if (!is_spilled_reg(&fold->stack[i]) ||
7787                             !is_spilled_reg(&fcur->stack[i]))
7788                                 continue;
7789
7790                         maybe_widen_reg(env,
7791                                         &fold->stack[i].spilled_ptr,
7792                                         &fcur->stack[i].spilled_ptr,
7793                                         &env->idmap_scratch);
7794                 }
7795         }
7796         return 0;
7797 }
7798
7799 /* process_iter_next_call() is called when verifier gets to iterator's next
7800  * "method" (e.g., bpf_iter_num_next() for numbers iterator) call. We'll refer
7801  * to it as just "iter_next()" in comments below.
7802  *
7803  * BPF verifier relies on a crucial contract for any iter_next()
7804  * implementation: it should *eventually* return NULL, and once that happens
7805  * it should keep returning NULL. That is, once iterator exhausts elements to
7806  * iterate, it should never reset or spuriously return new elements.
7807  *
7808  * With the assumption of such contract, process_iter_next_call() simulates
7809  * a fork in the verifier state to validate loop logic correctness and safety
7810  * without having to simulate infinite amount of iterations.
7811  *
7812  * In current state, we first assume that iter_next() returned NULL and
7813  * iterator state is set to DRAINED (BPF_ITER_STATE_DRAINED). In such
7814  * conditions we should not form an infinite loop and should eventually reach
7815  * exit.
7816  *
7817  * Besides that, we also fork current state and enqueue it for later
7818  * verification. In a forked state we keep iterator state as ACTIVE
7819  * (BPF_ITER_STATE_ACTIVE) and assume non-NULL return from iter_next(). We
7820  * also bump iteration depth to prevent erroneous infinite loop detection
7821  * later on (see iter_active_depths_differ() comment for details). In this
7822  * state we assume that we'll eventually loop back to another iter_next()
7823  * calls (it could be in exactly same location or in some other instruction,
7824  * it doesn't matter, we don't make any unnecessary assumptions about this,
7825  * everything revolves around iterator state in a stack slot, not which
7826  * instruction is calling iter_next()). When that happens, we either will come
7827  * to iter_next() with equivalent state and can conclude that next iteration
7828  * will proceed in exactly the same way as we just verified, so it's safe to
7829  * assume that loop converges. If not, we'll go on another iteration
7830  * simulation with a different input state, until all possible starting states
7831  * are validated or we reach maximum number of instructions limit.
7832  *
7833  * This way, we will either exhaustively discover all possible input states
7834  * that iterator loop can start with and eventually will converge, or we'll
7835  * effectively regress into bounded loop simulation logic and either reach
7836  * maximum number of instructions if loop is not provably convergent, or there
7837  * is some statically known limit on number of iterations (e.g., if there is
7838  * an explicit `if n > 100 then break;` statement somewhere in the loop).
7839  *
7840  * Iteration convergence logic in is_state_visited() relies on exact
7841  * states comparison, which ignores read and precision marks.
7842  * This is necessary because read and precision marks are not finalized
7843  * while in the loop. Exact comparison might preclude convergence for
7844  * simple programs like below:
7845  *
7846  *     i = 0;
7847  *     while(iter_next(&it))
7848  *       i++;
7849  *
7850  * At each iteration step i++ would produce a new distinct state and
7851  * eventually instruction processing limit would be reached.
7852  *
7853  * To avoid such behavior speculatively forget (widen) range for
7854  * imprecise scalar registers, if those registers were not precise at the
7855  * end of the previous iteration and do not match exactly.
7856  *
7857  * This is a conservative heuristic that allows to verify wide range of programs,
7858  * however it precludes verification of programs that conjure an
7859  * imprecise value on the first loop iteration and use it as precise on a second.
7860  * For example, the following safe program would fail to verify:
7861  *
7862  *     struct bpf_num_iter it;
7863  *     int arr[10];
7864  *     int i = 0, a = 0;
7865  *     bpf_iter_num_new(&it, 0, 10);
7866  *     while (bpf_iter_num_next(&it)) {
7867  *       if (a == 0) {
7868  *         a = 1;
7869  *         i = 7; // Because i changed verifier would forget
7870  *                // it's range on second loop entry.
7871  *       } else {
7872  *         arr[i] = 42; // This would fail to verify.
7873  *       }
7874  *     }
7875  *     bpf_iter_num_destroy(&it);
7876  */
7877 static int process_iter_next_call(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
7878                                   struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7879 {
7880         struct bpf_verifier_state *cur_st = env->cur_state, *queued_st, *prev_st;
7881         struct bpf_func_state *cur_fr = cur_st->frame[cur_st->curframe], *queued_fr;
7882         struct bpf_reg_state *cur_iter, *queued_iter;
7883         int iter_frameno = meta->iter.frameno;
7884         int iter_spi = meta->iter.spi;
7885
7886         BTF_TYPE_EMIT(struct bpf_iter);
7887
7888         cur_iter = &env->cur_state->frame[iter_frameno]->stack[iter_spi].spilled_ptr;
7889
7890         if (cur_iter->iter.state != BPF_ITER_STATE_ACTIVE &&
7891             cur_iter->iter.state != BPF_ITER_STATE_DRAINED) {
7892                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected iterator state %d (%s)\n",
7893                         cur_iter->iter.state, iter_state_str(cur_iter->iter.state));
7894                 return -EFAULT;
7895         }
7896
7897         if (cur_iter->iter.state == BPF_ITER_STATE_ACTIVE) {
7898                 /* Because iter_next() call is a checkpoint is_state_visitied()
7899                  * should guarantee parent state with same call sites and insn_idx.
7900                  */
7901                 if (!cur_st->parent || cur_st->parent->insn_idx != insn_idx ||
7902                     !same_callsites(cur_st->parent, cur_st)) {
7903                         verbose(env, "bug: bad parent state for iter next call");
7904                         return -EFAULT;
7905                 }
7906                 /* Note cur_st->parent in the call below, it is necessary to skip
7907                  * checkpoint created for cur_st by is_state_visited()
7908                  * right at this instruction.
7909                  */
7910                 prev_st = find_prev_entry(env, cur_st->parent, insn_idx);
7911                 /* branch out active iter state */
7912                 queued_st = push_stack(env, insn_idx + 1, insn_idx, false);
7913                 if (!queued_st)
7914                         return -ENOMEM;
7915
7916                 queued_iter = &queued_st->frame[iter_frameno]->stack[iter_spi].spilled_ptr;
7917                 queued_iter->iter.state = BPF_ITER_STATE_ACTIVE;
7918                 queued_iter->iter.depth++;
7919                 if (prev_st)
7920                         widen_imprecise_scalars(env, prev_st, queued_st);
7921
7922                 queued_fr = queued_st->frame[queued_st->curframe];
7923                 mark_ptr_not_null_reg(&queued_fr->regs[BPF_REG_0]);
7924         }
7925
7926         /* switch to DRAINED state, but keep the depth unchanged */
7927         /* mark current iter state as drained and assume returned NULL */
7928         cur_iter->iter.state = BPF_ITER_STATE_DRAINED;
7929         __mark_reg_const_zero(&cur_fr->regs[BPF_REG_0]);
7930
7931         return 0;
7932 }
7933
7934 static bool arg_type_is_mem_size(enum bpf_arg_type type)
7935 {
7936         return type == ARG_CONST_SIZE ||
7937                type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO;
7938 }
7939
7940 static bool arg_type_is_release(enum bpf_arg_type type)
7941 {
7942         return type & OBJ_RELEASE;
7943 }
7944
7945 static bool arg_type_is_dynptr(enum bpf_arg_type type)
7946 {
7947         return base_type(type) == ARG_PTR_TO_DYNPTR;
7948 }
7949
7950 static int int_ptr_type_to_size(enum bpf_arg_type type)
7951 {
7952         if (type == ARG_PTR_TO_INT)
7953                 return sizeof(u32);
7954         else if (type == ARG_PTR_TO_LONG)
7955                 return sizeof(u64);
7956
7957         return -EINVAL;
7958 }
7959
7960 static int resolve_map_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
7961                                  const struct bpf_call_arg_meta *meta,
7962                                  enum bpf_arg_type *arg_type)
7963 {
7964         if (!meta->map_ptr) {
7965                 /* kernel subsystem misconfigured verifier */
7966                 verbose(env, "invalid map_ptr to access map->type\n");
7967                 return -EACCES;
7968         }
7969
7970         switch (meta->map_ptr->map_type) {
7971         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
7972         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
7973                 if (*arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
7974                         *arg_type = ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON;
7975                 } else {
7976                         verbose(env, "invalid arg_type for sockmap/sockhash\n");
7977                         return -EINVAL;
7978                 }
7979                 break;
7980         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
7981                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_map_peek_elem)
7982                         *arg_type = ARG_PTR_TO_MAP_VALUE;
7983                 break;
7984         default:
7985                 break;
7986         }
7987         return 0;
7988 }
7989
7990 struct bpf_reg_types {
7991         const enum bpf_reg_type types[10];
7992         u32 *btf_id;
7993 };
7994
7995 static const struct bpf_reg_types sock_types = {
7996         .types = {
7997                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
7998                 PTR_TO_SOCKET,
7999                 PTR_TO_TCP_SOCK,
8000                 PTR_TO_XDP_SOCK,
8001         },
8002 };
8003
8004 #ifdef CONFIG_NET
8005 static const struct bpf_reg_types btf_id_sock_common_types = {
8006         .types = {
8007                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
8008                 PTR_TO_SOCKET,
8009                 PTR_TO_TCP_SOCK,
8010                 PTR_TO_XDP_SOCK,
8011                 PTR_TO_BTF_ID,
8012                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
8013         },
8014         .btf_id = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
8015 };
8016 #endif
8017
8018 static const struct bpf_reg_types mem_types = {
8019         .types = {
8020                 PTR_TO_STACK,
8021                 PTR_TO_PACKET,
8022                 PTR_TO_PACKET_META,
8023                 PTR_TO_MAP_KEY,
8024                 PTR_TO_MAP_VALUE,
8025                 PTR_TO_MEM,
8026                 PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF,
8027                 PTR_TO_BUF,
8028                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
8029         },
8030 };
8031
8032 static const struct bpf_reg_types int_ptr_types = {
8033         .types = {
8034                 PTR_TO_STACK,
8035                 PTR_TO_PACKET,
8036                 PTR_TO_PACKET_META,
8037                 PTR_TO_MAP_KEY,
8038                 PTR_TO_MAP_VALUE,
8039         },
8040 };
8041
8042 static const struct bpf_reg_types spin_lock_types = {
8043         .types = {
8044                 PTR_TO_MAP_VALUE,
8045                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC,
8046         }
8047 };
8048
8049 static const struct bpf_reg_types fullsock_types = { .types = { PTR_TO_SOCKET } };
8050 static const struct bpf_reg_types scalar_types = { .types = { SCALAR_VALUE } };
8051 static const struct bpf_reg_types context_types = { .types = { PTR_TO_CTX } };
8052 static const struct bpf_reg_types ringbuf_mem_types = { .types = { PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF } };
8053 static const struct bpf_reg_types const_map_ptr_types = { .types = { CONST_PTR_TO_MAP } };
8054 static const struct bpf_reg_types btf_ptr_types = {
8055         .types = {
8056                 PTR_TO_BTF_ID,
8057                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
8058                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU,
8059         },
8060 };
8061 static const struct bpf_reg_types percpu_btf_ptr_types = {
8062         .types = {
8063                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU,
8064                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | PTR_TRUSTED,
8065         }
8066 };
8067 static const struct bpf_reg_types func_ptr_types = { .types = { PTR_TO_FUNC } };
8068 static const struct bpf_reg_types stack_ptr_types = { .types = { PTR_TO_STACK } };
8069 static const struct bpf_reg_types const_str_ptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
8070 static const struct bpf_reg_types timer_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
8071 static const struct bpf_reg_types kptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
8072 static const struct bpf_reg_types dynptr_types = {
8073         .types = {
8074                 PTR_TO_STACK,
8075                 CONST_PTR_TO_DYNPTR,
8076         }
8077 };
8078
8079 static const struct bpf_reg_types *compatible_reg_types[__BPF_ARG_TYPE_MAX] = {
8080         [ARG_PTR_TO_MAP_KEY]            = &mem_types,
8081         [ARG_PTR_TO_MAP_VALUE]          = &mem_types,
8082         [ARG_CONST_SIZE]                = &scalar_types,
8083         [ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO]        = &scalar_types,
8084         [ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO]  = &scalar_types,
8085         [ARG_CONST_MAP_PTR]             = &const_map_ptr_types,
8086         [ARG_PTR_TO_CTX]                = &context_types,
8087         [ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON]        = &sock_types,
8088 #ifdef CONFIG_NET
8089         [ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON] = &btf_id_sock_common_types,
8090 #endif
8091         [ARG_PTR_TO_SOCKET]             = &fullsock_types,
8092         [ARG_PTR_TO_BTF_ID]             = &btf_ptr_types,
8093         [ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK]          = &spin_lock_types,
8094         [ARG_PTR_TO_MEM]                = &mem_types,
8095         [ARG_PTR_TO_RINGBUF_MEM]        = &ringbuf_mem_types,
8096         [ARG_PTR_TO_INT]                = &int_ptr_types,
8097         [ARG_PTR_TO_LONG]               = &int_ptr_types,
8098         [ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID]      = &percpu_btf_ptr_types,
8099         [ARG_PTR_TO_FUNC]               = &func_ptr_types,
8100         [ARG_PTR_TO_STACK]              = &stack_ptr_types,
8101         [ARG_PTR_TO_CONST_STR]          = &const_str_ptr_types,
8102         [ARG_PTR_TO_TIMER]              = &timer_types,
8103         [ARG_PTR_TO_KPTR]               = &kptr_types,
8104         [ARG_PTR_TO_DYNPTR]             = &dynptr_types,
8105 };
8106
8107 static int check_reg_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
8108                           enum bpf_arg_type arg_type,
8109                           const u32 *arg_btf_id,
8110                           struct bpf_call_arg_meta *meta)
8111 {
8112         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
8113         enum bpf_reg_type expected, type = reg->type;
8114         const struct bpf_reg_types *compatible;
8115         int i, j;
8116
8117         compatible = compatible_reg_types[base_type(arg_type)];
8118         if (!compatible) {
8119                 verbose(env, "verifier internal error: unsupported arg type %d\n", arg_type);
8120                 return -EFAULT;
8121         }
8122
8123         /* ARG_PTR_TO_MEM + RDONLY is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + RDONLY,
8124          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM and NOT with PTR_TO_MEM + RDONLY
8125          *
8126          * Same for MAYBE_NULL:
8127          *
8128          * ARG_PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL,
8129          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM but NOT with PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL
8130          *
8131          * ARG_PTR_TO_MEM is compatible with PTR_TO_MEM that is tagged with a dynptr type.
8132          *
8133          * Therefore we fold these flags depending on the arg_type before comparison.
8134          */
8135         if (arg_type & MEM_RDONLY)
8136                 type &= ~MEM_RDONLY;
8137         if (arg_type & PTR_MAYBE_NULL)
8138                 type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
8139         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MEM)
8140                 type &= ~DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK;
8141
8142         if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg && type_is_alloc(type))
8143                 type &= ~MEM_ALLOC;
8144
8145         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(compatible->types); i++) {
8146                 expected = compatible->types[i];
8147                 if (expected == NOT_INIT)
8148                         break;
8149
8150                 if (type == expected)
8151                         goto found;
8152         }
8153
8154         verbose(env, "R%d type=%s expected=", regno, reg_type_str(env, reg->type));
8155         for (j = 0; j + 1 < i; j++)
8156                 verbose(env, "%s, ", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
8157         verbose(env, "%s\n", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
8158         return -EACCES;
8159
8160 found:
8161         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID)
8162                 return 0;
8163
8164         if (compatible == &mem_types) {
8165                 if (!(arg_type & MEM_RDONLY)) {
8166                         verbose(env,
8167                                 "%s() may write into memory pointed by R%d type=%s\n",
8168                                 func_id_name(meta->func_id),
8169                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
8170                         return -EACCES;
8171                 }
8172                 return 0;
8173         }
8174
8175         switch ((int)reg->type) {
8176         case PTR_TO_BTF_ID:
8177         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED:
8178         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU:
8179         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_MAYBE_NULL:
8180         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_MAYBE_NULL | MEM_RCU:
8181         {
8182                 /* For bpf_sk_release, it needs to match against first member
8183                  * 'struct sock_common', hence make an exception for it. This
8184                  * allows bpf_sk_release to work for multiple socket types.
8185                  */
8186                 bool strict_type_match = arg_type_is_release(arg_type) &&
8187                                          meta->func_id != BPF_FUNC_sk_release;
8188
8189                 if (type_may_be_null(reg->type) &&
8190                     (!type_may_be_null(arg_type) || arg_type_is_release(arg_type))) {
8191                         verbose(env, "Possibly NULL pointer passed to helper arg%d\n", regno);
8192                         return -EACCES;
8193                 }
8194
8195                 if (!arg_btf_id) {
8196                         if (!compatible->btf_id) {
8197                                 verbose(env, "verifier internal error: missing arg compatible BTF ID\n");
8198                                 return -EFAULT;
8199                         }
8200                         arg_btf_id = compatible->btf_id;
8201                 }
8202
8203                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
8204                         if (map_kptr_match_type(env, meta->kptr_field, reg, regno))
8205                                 return -EACCES;
8206                 } else {
8207                         if (arg_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
8208                                 verbose(env, "verifier internal error:");
8209                                 verbose(env, "R%d has non-overwritten BPF_PTR_POISON type\n",
8210                                         regno);
8211                                 return -EACCES;
8212                         }
8213
8214                         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
8215                                                   btf_vmlinux, *arg_btf_id,
8216                                                   strict_type_match)) {
8217                                 verbose(env, "R%d is of type %s but %s is expected\n",
8218                                         regno, btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id),
8219                                         btf_type_name(btf_vmlinux, *arg_btf_id));
8220                                 return -EACCES;
8221                         }
8222                 }
8223                 break;
8224         }
8225         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
8226                 if (meta->func_id != BPF_FUNC_spin_lock && meta->func_id != BPF_FUNC_spin_unlock &&
8227                     meta->func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg) {
8228                         verbose(env, "verifier internal error: unimplemented handling of MEM_ALLOC\n");
8229                         return -EFAULT;
8230                 }
8231                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
8232                         if (map_kptr_match_type(env, meta->kptr_field, reg, regno))
8233                                 return -EACCES;
8234                 }
8235                 break;
8236         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU:
8237         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | PTR_TRUSTED:
8238                 /* Handled by helper specific checks */
8239                 break;
8240         default:
8241                 verbose(env, "verifier internal error: invalid PTR_TO_BTF_ID register for type match\n");
8242                 return -EFAULT;
8243         }
8244         return 0;
8245 }
8246
8247 static struct btf_field *
8248 reg_find_field_offset(const struct bpf_reg_state *reg, s32 off, u32 fields)
8249 {
8250         struct btf_field *field;
8251         struct btf_record *rec;
8252
8253         rec = reg_btf_record(reg);
8254         if (!rec)
8255                 return NULL;
8256
8257         field = btf_record_find(rec, off, fields);
8258         if (!field)
8259                 return NULL;
8260
8261         return field;
8262 }
8263
8264 int check_func_arg_reg_off(struct bpf_verifier_env *env,
8265                            const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
8266                            enum bpf_arg_type arg_type)
8267 {
8268         u32 type = reg->type;
8269
8270         /* When referenced register is passed to release function, its fixed
8271          * offset must be 0.
8272          *
8273          * We will check arg_type_is_release reg has ref_obj_id when storing
8274          * meta->release_regno.
8275          */
8276         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
8277                 /* ARG_PTR_TO_DYNPTR with OBJ_RELEASE is a bit special, as it
8278                  * may not directly point to the object being released, but to
8279                  * dynptr pointing to such object, which might be at some offset
8280                  * on the stack. In that case, we simply to fallback to the
8281                  * default handling.
8282                  */
8283                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type) && type == PTR_TO_STACK)
8284                         return 0;
8285
8286                 /* Doing check_ptr_off_reg check for the offset will catch this
8287                  * because fixed_off_ok is false, but checking here allows us
8288                  * to give the user a better error message.
8289                  */
8290                 if (reg->off) {
8291                         verbose(env, "R%d must have zero offset when passed to release func or trusted arg to kfunc\n",
8292                                 regno);
8293                         return -EINVAL;
8294                 }
8295                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
8296         }
8297
8298         switch (type) {
8299         /* Pointer types where both fixed and variable offset is explicitly allowed: */
8300         case PTR_TO_STACK:
8301         case PTR_TO_PACKET:
8302         case PTR_TO_PACKET_META:
8303         case PTR_TO_MAP_KEY:
8304         case PTR_TO_MAP_VALUE:
8305         case PTR_TO_MEM:
8306         case PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY:
8307         case PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF:
8308         case PTR_TO_BUF:
8309         case PTR_TO_BUF | MEM_RDONLY:
8310         case SCALAR_VALUE:
8311                 return 0;
8312         /* All the rest must be rejected, except PTR_TO_BTF_ID which allows
8313          * fixed offset.
8314          */
8315         case PTR_TO_BTF_ID:
8316         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
8317         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED:
8318         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU:
8319         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | NON_OWN_REF:
8320         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | NON_OWN_REF | MEM_RCU:
8321                 /* When referenced PTR_TO_BTF_ID is passed to release function,
8322                  * its fixed offset must be 0. In the other cases, fixed offset
8323                  * can be non-zero. This was already checked above. So pass
8324                  * fixed_off_ok as true to allow fixed offset for all other
8325                  * cases. var_off always must be 0 for PTR_TO_BTF_ID, hence we
8326                  * still need to do checks instead of returning.
8327                  */
8328                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true);
8329         default:
8330                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
8331         }
8332 }
8333
8334 static struct bpf_reg_state *get_dynptr_arg_reg(struct bpf_verifier_env *env,
8335                                                 const struct bpf_func_proto *fn,
8336                                                 struct bpf_reg_state *regs)
8337 {
8338         struct bpf_reg_state *state = NULL;
8339         int i;
8340
8341         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++)
8342                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[i])) {
8343                         if (state) {
8344                                 verbose(env, "verifier internal error: multiple dynptr args\n");
8345                                 return NULL;
8346                         }
8347                         state = &regs[BPF_REG_1 + i];
8348                 }
8349
8350         if (!state)
8351                 verbose(env, "verifier internal error: no dynptr arg found\n");
8352
8353         return state;
8354 }
8355
8356 static int dynptr_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
8357 {
8358         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8359         int spi;
8360
8361         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
8362                 return reg->id;
8363         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
8364         if (spi < 0)
8365                 return spi;
8366         return state->stack[spi].spilled_ptr.id;
8367 }
8368
8369 static int dynptr_ref_obj_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
8370 {
8371         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8372         int spi;
8373
8374         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
8375                 return reg->ref_obj_id;
8376         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
8377         if (spi < 0)
8378                 return spi;
8379         return state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
8380 }
8381
8382 static enum bpf_dynptr_type dynptr_get_type(struct bpf_verifier_env *env,
8383                                             struct bpf_reg_state *reg)
8384 {
8385         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8386         int spi;
8387
8388         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
8389                 return reg->dynptr.type;
8390
8391         spi = __get_spi(reg->off);
8392         if (spi < 0) {
8393                 verbose(env, "verifier internal error: invalid spi when querying dynptr type\n");
8394                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
8395         }
8396
8397         return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type;
8398 }
8399
8400 static int check_func_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 arg,
8401                           struct bpf_call_arg_meta *meta,
8402                           const struct bpf_func_proto *fn,
8403                           int insn_idx)
8404 {
8405         u32 regno = BPF_REG_1 + arg;
8406         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
8407         enum bpf_arg_type arg_type = fn->arg_type[arg];
8408         enum bpf_reg_type type = reg->type;
8409         u32 *arg_btf_id = NULL;
8410         int err = 0;
8411
8412         if (arg_type == ARG_DONTCARE)
8413                 return 0;
8414
8415         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
8416         if (err)
8417                 return err;
8418
8419         if (arg_type == ARG_ANYTHING) {
8420                 if (is_pointer_value(env, regno)) {
8421                         verbose(env, "R%d leaks addr into helper function\n",
8422                                 regno);
8423                         return -EACCES;
8424                 }
8425                 return 0;
8426         }
8427
8428         if (type_is_pkt_pointer(type) &&
8429             !may_access_direct_pkt_data(env, meta, BPF_READ)) {
8430                 verbose(env, "helper access to the packet is not allowed\n");
8431                 return -EACCES;
8432         }
8433
8434         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
8435                 err = resolve_map_arg_type(env, meta, &arg_type);
8436                 if (err)
8437                         return err;
8438         }
8439
8440         if (register_is_null(reg) && type_may_be_null(arg_type))
8441                 /* A NULL register has a SCALAR_VALUE type, so skip
8442                  * type checking.
8443                  */
8444                 goto skip_type_check;
8445
8446         /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
8447         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_BTF_ID ||
8448             base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK)
8449                 arg_btf_id = fn->arg_btf_id[arg];
8450
8451         err = check_reg_type(env, regno, arg_type, arg_btf_id, meta);
8452         if (err)
8453                 return err;
8454
8455         err = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
8456         if (err)
8457                 return err;
8458
8459 skip_type_check:
8460         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
8461                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type)) {
8462                         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8463                         int spi;
8464
8465                         /* Only dynptr created on stack can be released, thus
8466                          * the get_spi and stack state checks for spilled_ptr
8467                          * should only be done before process_dynptr_func for
8468                          * PTR_TO_STACK.
8469                          */
8470                         if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
8471                                 spi = dynptr_get_spi(env, reg);
8472                                 if (spi < 0 || !state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id) {
8473                                         verbose(env, "arg %d is an unacquired reference\n", regno);
8474                                         return -EINVAL;
8475                                 }
8476                         } else {
8477                                 verbose(env, "cannot release unowned const bpf_dynptr\n");
8478                                 return -EINVAL;
8479                         }
8480                 } else if (!reg->ref_obj_id && !register_is_null(reg)) {
8481                         verbose(env, "R%d must be referenced when passed to release function\n",
8482                                 regno);
8483                         return -EINVAL;
8484                 }
8485                 if (meta->release_regno) {
8486                         verbose(env, "verifier internal error: more than one release argument\n");
8487                         return -EFAULT;
8488                 }
8489                 meta->release_regno = regno;
8490         }
8491
8492         if (reg->ref_obj_id) {
8493                 if (meta->ref_obj_id) {
8494                         verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
8495                                 regno, reg->ref_obj_id,
8496                                 meta->ref_obj_id);
8497                         return -EFAULT;
8498                 }
8499                 meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
8500         }
8501
8502         switch (base_type(arg_type)) {
8503         case ARG_CONST_MAP_PTR:
8504                 /* bpf_map_xxx(map_ptr) call: remember that map_ptr */
8505                 if (meta->map_ptr) {
8506                         /* Use map_uid (which is unique id of inner map) to reject:
8507                          * inner_map1 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key1)
8508                          * inner_map2 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key2)
8509                          * if (inner_map1 && inner_map2) {
8510                          *     timer = bpf_map_lookup_elem(inner_map1);
8511                          *     if (timer)
8512                          *         // mismatch would have been allowed
8513                          *         bpf_timer_init(timer, inner_map2);
8514                          * }
8515                          *
8516                          * Comparing map_ptr is enough to distinguish normal and outer maps.
8517                          */
8518                         if (meta->map_ptr != reg->map_ptr ||
8519                             meta->map_uid != reg->map_uid) {
8520                                 verbose(env,
8521                                         "timer pointer in R1 map_uid=%d doesn't match map pointer in R2 map_uid=%d\n",
8522                                         meta->map_uid, reg->map_uid);
8523                                 return -EINVAL;
8524                         }
8525                 }
8526                 meta->map_ptr = reg->map_ptr;
8527                 meta->map_uid = reg->map_uid;
8528                 break;
8529         case ARG_PTR_TO_MAP_KEY:
8530                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., key) call:
8531                  * check that [key, key + map->key_size) are within
8532                  * stack limits and initialized
8533                  */
8534                 if (!meta->map_ptr) {
8535                         /* in function declaration map_ptr must come before
8536                          * map_key, so that it's verified and known before
8537                          * we have to check map_key here. Otherwise it means
8538                          * that kernel subsystem misconfigured verifier
8539                          */
8540                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->key\n");
8541                         return -EACCES;
8542                 }
8543                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
8544                                               meta->map_ptr->key_size, false,
8545                                               NULL);
8546                 break;
8547         case ARG_PTR_TO_MAP_VALUE:
8548                 if (type_may_be_null(arg_type) && register_is_null(reg))
8549                         return 0;
8550
8551                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., value) call:
8552                  * check [value, value + map->value_size) validity
8553                  */
8554                 if (!meta->map_ptr) {
8555                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
8556                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->value\n");
8557                         return -EACCES;
8558                 }
8559                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
8560                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
8561                                               meta->map_ptr->value_size, false,
8562                                               meta);
8563                 break;
8564         case ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID:
8565                 if (!reg->btf_id) {
8566                         verbose(env, "Helper has invalid btf_id in R%d\n", regno);
8567                         return -EACCES;
8568                 }
8569                 meta->ret_btf = reg->btf;
8570                 meta->ret_btf_id = reg->btf_id;
8571                 break;
8572         case ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK:
8573                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
8574                         verbose(env, "can't spin_{lock,unlock} in rbtree cb\n");
8575                         return -EACCES;
8576                 }
8577                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_lock) {
8578                         err = process_spin_lock(env, regno, true);
8579                         if (err)
8580                                 return err;
8581                 } else if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_unlock) {
8582                         err = process_spin_lock(env, regno, false);
8583                         if (err)
8584                                 return err;
8585                 } else {
8586                         verbose(env, "verifier internal error\n");
8587                         return -EFAULT;
8588                 }
8589                 break;
8590         case ARG_PTR_TO_TIMER:
8591                 err = process_timer_func(env, regno, meta);
8592                 if (err)
8593                         return err;
8594                 break;
8595         case ARG_PTR_TO_FUNC:
8596                 meta->subprogno = reg->subprogno;
8597                 break;
8598         case ARG_PTR_TO_MEM:
8599                 /* The access to this pointer is only checked when we hit the
8600                  * next is_mem_size argument below.
8601                  */
8602                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
8603                 if (arg_type & MEM_FIXED_SIZE) {
8604                         err = check_helper_mem_access(env, regno,
8605                                                       fn->arg_size[arg], false,
8606                                                       meta);
8607                 }
8608                 break;
8609         case ARG_CONST_SIZE:
8610                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, false, meta);
8611                 break;
8612         case ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO:
8613                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, meta);
8614                 break;
8615         case ARG_PTR_TO_DYNPTR:
8616                 err = process_dynptr_func(env, regno, insn_idx, arg_type, 0);
8617                 if (err)
8618                         return err;
8619                 break;
8620         case ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO:
8621                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8622                         verbose(env, "R%d is not a known constant'\n",
8623                                 regno);
8624                         return -EACCES;
8625                 }
8626                 meta->mem_size = reg->var_off.value;
8627                 err = mark_chain_precision(env, regno);
8628                 if (err)
8629                         return err;
8630                 break;
8631         case ARG_PTR_TO_INT:
8632         case ARG_PTR_TO_LONG:
8633         {
8634                 int size = int_ptr_type_to_size(arg_type);
8635
8636                 err = check_helper_mem_access(env, regno, size, false, meta);
8637                 if (err)
8638                         return err;
8639                 err = check_ptr_alignment(env, reg, 0, size, true);
8640                 break;
8641         }
8642         case ARG_PTR_TO_CONST_STR:
8643         {
8644                 struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
8645                 int map_off;
8646                 u64 map_addr;
8647                 char *str_ptr;
8648
8649                 if (!bpf_map_is_rdonly(map)) {
8650                         verbose(env, "R%d does not point to a readonly map'\n", regno);
8651                         return -EACCES;
8652                 }
8653
8654                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8655                         verbose(env, "R%d is not a constant address'\n", regno);
8656                         return -EACCES;
8657                 }
8658
8659                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
8660                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
8661                         return -EACCES;
8662                 }
8663
8664                 err = check_map_access(env, regno, reg->off,
8665                                        map->value_size - reg->off, false,
8666                                        ACCESS_HELPER);
8667                 if (err)
8668                         return err;
8669
8670                 map_off = reg->off + reg->var_off.value;
8671                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &map_addr, map_off);
8672                 if (err) {
8673                         verbose(env, "direct value access on string failed\n");
8674                         return err;
8675                 }
8676
8677                 str_ptr = (char *)(long)(map_addr);
8678                 if (!strnchr(str_ptr + map_off, map->value_size - map_off, 0)) {
8679                         verbose(env, "string is not zero-terminated\n");
8680                         return -EINVAL;
8681                 }
8682                 break;
8683         }
8684         case ARG_PTR_TO_KPTR:
8685                 err = process_kptr_func(env, regno, meta);
8686                 if (err)
8687                         return err;
8688                 break;
8689         }
8690
8691         return err;
8692 }
8693
8694 static bool may_update_sockmap(struct bpf_verifier_env *env, int func_id)
8695 {
8696         enum bpf_attach_type eatype = env->prog->expected_attach_type;
8697         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
8698
8699         if (func_id != BPF_FUNC_map_update_elem)
8700                 return false;
8701
8702         /* It's not possible to get access to a locked struct sock in these
8703          * contexts, so updating is safe.
8704          */
8705         switch (type) {
8706         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
8707                 if (eatype == BPF_TRACE_ITER)
8708                         return true;
8709                 break;
8710         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
8711         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
8712         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
8713         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
8714         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
8715         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
8716         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
8717                 return true;
8718         default:
8719                 break;
8720         }
8721
8722         verbose(env, "cannot update sockmap in this context\n");
8723         return false;
8724 }
8725
8726 static bool allow_tail_call_in_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
8727 {
8728         return env->prog->jit_requested &&
8729                bpf_jit_supports_subprog_tailcalls();
8730 }
8731
8732 static int check_map_func_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
8733                                         struct bpf_map *map, int func_id)
8734 {
8735         if (!map)
8736                 return 0;
8737
8738         /* We need a two way check, first is from map perspective ... */
8739         switch (map->map_type) {
8740         case BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY:
8741                 if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
8742                         goto error;
8743                 break;
8744         case BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY:
8745                 if (func_id != BPF_FUNC_perf_event_read &&
8746                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_output &&
8747                     func_id != BPF_FUNC_skb_output &&
8748                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_read_value &&
8749                     func_id != BPF_FUNC_xdp_output)
8750                         goto error;
8751                 break;
8752         case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
8753                 if (func_id != BPF_FUNC_ringbuf_output &&
8754                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve &&
8755                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_query &&
8756                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr &&
8757                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr &&
8758                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr)
8759                         goto error;
8760                 break;
8761         case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
8762                 if (func_id != BPF_FUNC_user_ringbuf_drain)
8763                         goto error;
8764                 break;
8765         case BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE:
8766                 if (func_id != BPF_FUNC_get_stackid)
8767                         goto error;
8768                 break;
8769         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY:
8770                 if (func_id != BPF_FUNC_skb_under_cgroup &&
8771                     func_id != BPF_FUNC_current_task_under_cgroup)
8772                         goto error;
8773                 break;
8774         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE:
8775         case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE:
8776                 if (func_id != BPF_FUNC_get_local_storage)
8777                         goto error;
8778                 break;
8779         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP:
8780         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH:
8781                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
8782                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8783                         goto error;
8784                 break;
8785         /* Restrict bpf side of cpumap and xskmap, open when use-cases
8786          * appear.
8787          */
8788         case BPF_MAP_TYPE_CPUMAP:
8789                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
8790                         goto error;
8791                 break;
8792         case BPF_MAP_TYPE_XSKMAP:
8793                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
8794                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8795                         goto error;
8796                 break;
8797         case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
8798         case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
8799                 if (func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8800                         goto error;
8801                 break;
8802         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
8803                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_map &&
8804                     func_id != BPF_FUNC_sock_map_update &&
8805                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
8806                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_map &&
8807                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
8808                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
8809                     !may_update_sockmap(env, func_id))
8810                         goto error;
8811                 break;
8812         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
8813                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_hash &&
8814                     func_id != BPF_FUNC_sock_hash_update &&
8815                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
8816                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_hash &&
8817                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
8818                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
8819                     !may_update_sockmap(env, func_id))
8820                         goto error;
8821                 break;
8822         case BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY:
8823                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport)
8824                         goto error;
8825                 break;
8826         case BPF_MAP_TYPE_QUEUE:
8827         case BPF_MAP_TYPE_STACK:
8828                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
8829                     func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
8830                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
8831                         goto error;
8832                 break;
8833         case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
8834                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_storage_get &&
8835                     func_id != BPF_FUNC_sk_storage_delete &&
8836                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8837                         goto error;
8838                 break;
8839         case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
8840                 if (func_id != BPF_FUNC_inode_storage_get &&
8841                     func_id != BPF_FUNC_inode_storage_delete &&
8842                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8843                         goto error;
8844                 break;
8845         case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
8846                 if (func_id != BPF_FUNC_task_storage_get &&
8847                     func_id != BPF_FUNC_task_storage_delete &&
8848                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8849                         goto error;
8850                 break;
8851         case BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE:
8852                 if (func_id != BPF_FUNC_cgrp_storage_get &&
8853                     func_id != BPF_FUNC_cgrp_storage_delete &&
8854                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8855                         goto error;
8856                 break;
8857         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
8858                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
8859                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
8860                         goto error;
8861                 break;
8862         default:
8863                 break;
8864         }
8865
8866         /* ... and second from the function itself. */
8867         switch (func_id) {
8868         case BPF_FUNC_tail_call:
8869                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
8870                         goto error;
8871                 if (env->subprog_cnt > 1 && !allow_tail_call_in_subprogs(env)) {
8872                         verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
8873                         return -EINVAL;
8874                 }
8875                 break;
8876         case BPF_FUNC_perf_event_read:
8877         case BPF_FUNC_perf_event_output:
8878         case BPF_FUNC_perf_event_read_value:
8879         case BPF_FUNC_skb_output:
8880         case BPF_FUNC_xdp_output:
8881                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY)
8882                         goto error;
8883                 break;
8884         case BPF_FUNC_ringbuf_output:
8885         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve:
8886         case BPF_FUNC_ringbuf_query:
8887         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr:
8888         case BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr:
8889         case BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr:
8890                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_RINGBUF)
8891                         goto error;
8892                 break;
8893         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
8894                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF)
8895                         goto error;
8896                 break;
8897         case BPF_FUNC_get_stackid:
8898                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE)
8899                         goto error;
8900                 break;
8901         case BPF_FUNC_current_task_under_cgroup:
8902         case BPF_FUNC_skb_under_cgroup:
8903                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY)
8904                         goto error;
8905                 break;
8906         case BPF_FUNC_redirect_map:
8907                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP &&
8908                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH &&
8909                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CPUMAP &&
8910                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_XSKMAP)
8911                         goto error;
8912                 break;
8913         case BPF_FUNC_sk_redirect_map:
8914         case BPF_FUNC_msg_redirect_map:
8915         case BPF_FUNC_sock_map_update:
8916                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP)
8917                         goto error;
8918                 break;
8919         case BPF_FUNC_sk_redirect_hash:
8920         case BPF_FUNC_msg_redirect_hash:
8921         case BPF_FUNC_sock_hash_update:
8922                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
8923                         goto error;
8924                 break;
8925         case BPF_FUNC_get_local_storage:
8926                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE &&
8927                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE)
8928                         goto error;
8929                 break;
8930         case BPF_FUNC_sk_select_reuseport:
8931                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY &&
8932                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP &&
8933                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
8934                         goto error;
8935                 break;
8936         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
8937                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
8938                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK)
8939                         goto error;
8940                 break;
8941         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
8942         case BPF_FUNC_map_push_elem:
8943                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
8944                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK &&
8945                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER)
8946                         goto error;
8947                 break;
8948         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
8949                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY &&
8950                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
8951                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH)
8952                         goto error;
8953                 break;
8954         case BPF_FUNC_sk_storage_get:
8955         case BPF_FUNC_sk_storage_delete:
8956                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE)
8957                         goto error;
8958                 break;
8959         case BPF_FUNC_inode_storage_get:
8960         case BPF_FUNC_inode_storage_delete:
8961                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE)
8962                         goto error;
8963                 break;
8964         case BPF_FUNC_task_storage_get:
8965         case BPF_FUNC_task_storage_delete:
8966                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE)
8967                         goto error;
8968                 break;
8969         case BPF_FUNC_cgrp_storage_get:
8970         case BPF_FUNC_cgrp_storage_delete:
8971                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE)
8972                         goto error;
8973                 break;
8974         default:
8975                 break;
8976         }
8977
8978         return 0;
8979 error:
8980         verbose(env, "cannot pass map_type %d into func %s#%d\n",
8981                 map->map_type, func_id_name(func_id), func_id);
8982         return -EINVAL;
8983 }
8984
8985 static bool check_raw_mode_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
8986 {
8987         int count = 0;
8988
8989         if (fn->arg1_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8990                 count++;
8991         if (fn->arg2_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8992                 count++;
8993         if (fn->arg3_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8994                 count++;
8995         if (fn->arg4_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8996                 count++;
8997         if (fn->arg5_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8998                 count++;
8999
9000         /* We only support one arg being in raw mode at the moment,
9001          * which is sufficient for the helper functions we have
9002          * right now.
9003          */
9004         return count <= 1;
9005 }
9006
9007 static bool check_args_pair_invalid(const struct bpf_func_proto *fn, int arg)
9008 {
9009         bool is_fixed = fn->arg_type[arg] & MEM_FIXED_SIZE;
9010         bool has_size = fn->arg_size[arg] != 0;
9011         bool is_next_size = false;
9012
9013         if (arg + 1 < ARRAY_SIZE(fn->arg_type))
9014                 is_next_size = arg_type_is_mem_size(fn->arg_type[arg + 1]);
9015
9016         if (base_type(fn->arg_type[arg]) != ARG_PTR_TO_MEM)
9017                 return is_next_size;
9018
9019         return has_size == is_next_size || is_next_size == is_fixed;
9020 }
9021
9022 static bool check_arg_pair_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
9023 {
9024         /* bpf_xxx(..., buf, len) call will access 'len'
9025          * bytes from memory 'buf'. Both arg types need
9026          * to be paired, so make sure there's no buggy
9027          * helper function specification.
9028          */
9029         if (arg_type_is_mem_size(fn->arg1_type) ||
9030             check_args_pair_invalid(fn, 0) ||
9031             check_args_pair_invalid(fn, 1) ||
9032             check_args_pair_invalid(fn, 2) ||
9033             check_args_pair_invalid(fn, 3) ||
9034             check_args_pair_invalid(fn, 4))
9035                 return false;
9036
9037         return true;
9038 }
9039
9040 static bool check_btf_id_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
9041 {
9042         int i;
9043
9044         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fn->arg_type); i++) {
9045                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_BTF_ID)
9046                         return !!fn->arg_btf_id[i];
9047                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK)
9048                         return fn->arg_btf_id[i] == BPF_PTR_POISON;
9049                 if (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_BTF_ID && fn->arg_btf_id[i] &&
9050                     /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
9051                     (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_MEM ||
9052                      !(fn->arg_type[i] & MEM_FIXED_SIZE)))
9053                         return false;
9054         }
9055
9056         return true;
9057 }
9058
9059 static int check_func_proto(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
9060 {
9061         return check_raw_mode_ok(fn) &&
9062                check_arg_pair_ok(fn) &&
9063                check_btf_id_ok(fn) ? 0 : -EINVAL;
9064 }
9065
9066 /* Packet data might have moved, any old PTR_TO_PACKET[_META,_END]
9067  * are now invalid, so turn them into unknown SCALAR_VALUE.
9068  *
9069  * This also applies to dynptr slices belonging to skb and xdp dynptrs,
9070  * since these slices point to packet data.
9071  */
9072 static void clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env)
9073 {
9074         struct bpf_func_state *state;
9075         struct bpf_reg_state *reg;
9076
9077         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
9078                 if (reg_is_pkt_pointer_any(reg) || reg_is_dynptr_slice_pkt(reg))
9079                         mark_reg_invalid(env, reg);
9080         }));
9081 }
9082
9083 enum {
9084         AT_PKT_END = -1,
9085         BEYOND_PKT_END = -2,
9086 };
9087
9088 static void mark_pkt_end(struct bpf_verifier_state *vstate, int regn, bool range_open)
9089 {
9090         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
9091         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regn];
9092
9093         if (reg->type != PTR_TO_PACKET)
9094                 /* PTR_TO_PACKET_META is not supported yet */
9095                 return;
9096
9097         /* The 'reg' is pkt > pkt_end or pkt >= pkt_end.
9098          * How far beyond pkt_end it goes is unknown.
9099          * if (!range_open) it's the case of pkt >= pkt_end
9100          * if (range_open) it's the case of pkt > pkt_end
9101          * hence this pointer is at least 1 byte bigger than pkt_end
9102          */
9103         if (range_open)
9104                 reg->range = BEYOND_PKT_END;
9105         else
9106                 reg->range = AT_PKT_END;
9107 }
9108
9109 /* The pointer with the specified id has released its reference to kernel
9110  * resources. Identify all copies of the same pointer and clear the reference.
9111  */
9112 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env,
9113                              int ref_obj_id)
9114 {
9115         struct bpf_func_state *state;
9116         struct bpf_reg_state *reg;
9117         int err;
9118
9119         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
9120         if (err)
9121                 return err;
9122
9123         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
9124                 if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id)
9125                         mark_reg_invalid(env, reg);
9126         }));
9127
9128         return 0;
9129 }
9130
9131 static void invalidate_non_owning_refs(struct bpf_verifier_env *env)
9132 {
9133         struct bpf_func_state *unused;
9134         struct bpf_reg_state *reg;
9135
9136         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, unused, reg, ({
9137                 if (type_is_non_owning_ref(reg->type))
9138                         mark_reg_invalid(env, reg);
9139         }));
9140 }
9141
9142 static void clear_caller_saved_regs(struct bpf_verifier_env *env,
9143                                     struct bpf_reg_state *regs)
9144 {
9145         int i;
9146
9147         /* after the call registers r0 - r5 were scratched */
9148         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
9149                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
9150                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
9151         }
9152 }
9153
9154 typedef int (*set_callee_state_fn)(struct bpf_verifier_env *env,
9155                                    struct bpf_func_state *caller,
9156                                    struct bpf_func_state *callee,
9157                                    int insn_idx);
9158
9159 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
9160                             struct bpf_func_state *caller,
9161                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx);
9162
9163 static int __check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
9164                              int *insn_idx, int subprog,
9165                              set_callee_state_fn set_callee_state_cb)
9166 {
9167         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
9168         struct bpf_func_state *caller, *callee;
9169         int err;
9170
9171         if (state->curframe + 1 >= MAX_CALL_FRAMES) {
9172                 verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep\n",
9173                         state->curframe + 2);
9174                 return -E2BIG;
9175         }
9176
9177         caller = state->frame[state->curframe];
9178         if (state->frame[state->curframe + 1]) {
9179                 verbose(env, "verifier bug. Frame %d already allocated\n",
9180                         state->curframe + 1);
9181                 return -EFAULT;
9182         }
9183
9184         err = btf_check_subprog_call(env, subprog, caller->regs);
9185         if (err == -EFAULT)
9186                 return err;
9187         if (subprog_is_global(env, subprog)) {
9188                 if (err) {
9189                         verbose(env, "Caller passes invalid args into func#%d\n",
9190                                 subprog);
9191                         return err;
9192                 } else {
9193                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
9194                                 verbose(env,
9195                                         "Func#%d is global and valid. Skipping.\n",
9196                                         subprog);
9197                         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
9198
9199                         /* All global functions return a 64-bit SCALAR_VALUE */
9200                         mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
9201                         caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
9202
9203                         /* continue with next insn after call */
9204                         return 0;
9205                 }
9206         }
9207
9208         /* set_callee_state is used for direct subprog calls, but we are
9209          * interested in validating only BPF helpers that can call subprogs as
9210          * callbacks
9211          */
9212         if (set_callee_state_cb != set_callee_state) {
9213                 if (bpf_pseudo_kfunc_call(insn) &&
9214                     !is_callback_calling_kfunc(insn->imm)) {
9215                         verbose(env, "verifier bug: kfunc %s#%d not marked as callback-calling\n",
9216                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
9217                         return -EFAULT;
9218                 } else if (!bpf_pseudo_kfunc_call(insn) &&
9219                            !is_callback_calling_function(insn->imm)) { /* helper */
9220                         verbose(env, "verifier bug: helper %s#%d not marked as callback-calling\n",
9221                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
9222                         return -EFAULT;
9223                 }
9224         }
9225
9226         if (insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
9227             insn->src_reg == 0 &&
9228             insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
9229                 struct bpf_verifier_state *async_cb;
9230
9231                 /* there is no real recursion here. timer callbacks are async */
9232                 env->subprog_info[subprog].is_async_cb = true;
9233                 async_cb = push_async_cb(env, env->subprog_info[subprog].start,
9234                                          *insn_idx, subprog);
9235                 if (!async_cb)
9236                         return -EFAULT;
9237                 callee = async_cb->frame[0];
9238                 callee->async_entry_cnt = caller->async_entry_cnt + 1;
9239
9240                 /* Convert bpf_timer_set_callback() args into timer callback args */
9241                 err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
9242                 if (err)
9243                         return err;
9244
9245                 clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
9246                 mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
9247                 caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
9248                 /* continue with next insn after call */
9249                 return 0;
9250         }
9251
9252         callee = kzalloc(sizeof(*callee), GFP_KERNEL);
9253         if (!callee)
9254                 return -ENOMEM;
9255         state->frame[state->curframe + 1] = callee;
9256
9257         /* callee cannot access r0, r6 - r9 for reading and has to write
9258          * into its own stack before reading from it.
9259          * callee can read/write into caller's stack
9260          */
9261         init_func_state(env, callee,
9262                         /* remember the callsite, it will be used by bpf_exit */
9263                         *insn_idx /* callsite */,
9264                         state->curframe + 1 /* frameno within this callchain */,
9265                         subprog /* subprog number within this prog */);
9266
9267         /* Transfer references to the callee */
9268         err = copy_reference_state(callee, caller);
9269         if (err)
9270                 goto err_out;
9271
9272         err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
9273         if (err)
9274                 goto err_out;
9275
9276         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
9277
9278         /* only increment it after check_reg_arg() finished */
9279         state->curframe++;
9280
9281         /* and go analyze first insn of the callee */
9282         *insn_idx = env->subprog_info[subprog].start - 1;
9283
9284         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
9285                 verbose(env, "caller:\n");
9286                 print_verifier_state(env, caller, true);
9287                 verbose(env, "callee:\n");
9288                 print_verifier_state(env, callee, true);
9289         }
9290         return 0;
9291
9292 err_out:
9293         free_func_state(callee);
9294         state->frame[state->curframe + 1] = NULL;
9295         return err;
9296 }
9297
9298 int map_set_for_each_callback_args(struct bpf_verifier_env *env,
9299                                    struct bpf_func_state *caller,
9300                                    struct bpf_func_state *callee)
9301 {
9302         /* bpf_for_each_map_elem(struct bpf_map *map, void *callback_fn,
9303          *      void *callback_ctx, u64 flags);
9304          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
9305          *      void *callback_ctx);
9306          */
9307         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
9308
9309         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
9310         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
9311         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
9312
9313         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
9314         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
9315         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
9316
9317         /* pointer to stack or null */
9318         callee->regs[BPF_REG_4] = caller->regs[BPF_REG_3];
9319
9320         /* unused */
9321         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9322         return 0;
9323 }
9324
9325 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
9326                             struct bpf_func_state *caller,
9327                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx)
9328 {
9329         int i;
9330
9331         /* copy r1 - r5 args that callee can access.  The copy includes parent
9332          * pointers, which connects us up to the liveness chain
9333          */
9334         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
9335                 callee->regs[i] = caller->regs[i];
9336         return 0;
9337 }
9338
9339 static int check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
9340                            int *insn_idx)
9341 {
9342         int subprog, target_insn;
9343
9344         target_insn = *insn_idx + insn->imm + 1;
9345         subprog = find_subprog(env, target_insn);
9346         if (subprog < 0) {
9347                 verbose(env, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
9348                         target_insn);
9349                 return -EFAULT;
9350         }
9351
9352         return __check_func_call(env, insn, insn_idx, subprog, set_callee_state);
9353 }
9354
9355 static int set_map_elem_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9356                                        struct bpf_func_state *caller,
9357                                        struct bpf_func_state *callee,
9358                                        int insn_idx)
9359 {
9360         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
9361         struct bpf_map *map;
9362         int err;
9363
9364         if (bpf_map_ptr_poisoned(insn_aux)) {
9365                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
9366                 return -EINVAL;
9367         }
9368
9369         map = BPF_MAP_PTR(insn_aux->map_ptr_state);
9370         if (!map->ops->map_set_for_each_callback_args ||
9371             !map->ops->map_for_each_callback) {
9372                 verbose(env, "callback function not allowed for map\n");
9373                 return -ENOTSUPP;
9374         }
9375
9376         err = map->ops->map_set_for_each_callback_args(env, caller, callee);
9377         if (err)
9378                 return err;
9379
9380         callee->in_callback_fn = true;
9381         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9382         return 0;
9383 }
9384
9385 static int set_loop_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9386                                    struct bpf_func_state *caller,
9387                                    struct bpf_func_state *callee,
9388                                    int insn_idx)
9389 {
9390         /* bpf_loop(u32 nr_loops, void *callback_fn, void *callback_ctx,
9391          *          u64 flags);
9392          * callback_fn(u32 index, void *callback_ctx);
9393          */
9394         callee->regs[BPF_REG_1].type = SCALAR_VALUE;
9395         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
9396
9397         /* unused */
9398         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
9399         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9400         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9401
9402         callee->in_callback_fn = true;
9403         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9404         return 0;
9405 }
9406
9407 static int set_timer_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9408                                     struct bpf_func_state *caller,
9409                                     struct bpf_func_state *callee,
9410                                     int insn_idx)
9411 {
9412         struct bpf_map *map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
9413
9414         /* bpf_timer_set_callback(struct bpf_timer *timer, void *callback_fn);
9415          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value);
9416          */
9417         callee->regs[BPF_REG_1].type = CONST_PTR_TO_MAP;
9418         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_1]);
9419         callee->regs[BPF_REG_1].map_ptr = map_ptr;
9420
9421         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
9422         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
9423         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = map_ptr;
9424
9425         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
9426         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
9427         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = map_ptr;
9428
9429         /* unused */
9430         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9431         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9432         callee->in_async_callback_fn = true;
9433         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9434         return 0;
9435 }
9436
9437 static int set_find_vma_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9438                                        struct bpf_func_state *caller,
9439                                        struct bpf_func_state *callee,
9440                                        int insn_idx)
9441 {
9442         /* bpf_find_vma(struct task_struct *task, u64 addr,
9443          *               void *callback_fn, void *callback_ctx, u64 flags)
9444          * (callback_fn)(struct task_struct *task,
9445          *               struct vm_area_struct *vma, void *callback_ctx);
9446          */
9447         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
9448
9449         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_BTF_ID;
9450         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
9451         callee->regs[BPF_REG_2].btf =  btf_vmlinux;
9452         callee->regs[BPF_REG_2].btf_id = btf_tracing_ids[BTF_TRACING_TYPE_VMA],
9453
9454         /* pointer to stack or null */
9455         callee->regs[BPF_REG_3] = caller->regs[BPF_REG_4];
9456
9457         /* unused */
9458         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9459         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9460         callee->in_callback_fn = true;
9461         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9462         return 0;
9463 }
9464
9465 static int set_user_ringbuf_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9466                                            struct bpf_func_state *caller,
9467                                            struct bpf_func_state *callee,
9468                                            int insn_idx)
9469 {
9470         /* bpf_user_ringbuf_drain(struct bpf_map *map, void *callback_fn, void
9471          *                        callback_ctx, u64 flags);
9472          * callback_fn(const struct bpf_dynptr_t* dynptr, void *callback_ctx);
9473          */
9474         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_0]);
9475         mark_dynptr_cb_reg(env, &callee->regs[BPF_REG_1], BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL);
9476         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
9477
9478         /* unused */
9479         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
9480         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9481         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9482
9483         callee->in_callback_fn = true;
9484         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9485         return 0;
9486 }
9487
9488 static int set_rbtree_add_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9489                                          struct bpf_func_state *caller,
9490                                          struct bpf_func_state *callee,
9491                                          int insn_idx)
9492 {
9493         /* void bpf_rbtree_add_impl(struct bpf_rb_root *root, struct bpf_rb_node *node,
9494          *                     bool (less)(struct bpf_rb_node *a, const struct bpf_rb_node *b));
9495          *
9496          * 'struct bpf_rb_node *node' arg to bpf_rbtree_add_impl is the same PTR_TO_BTF_ID w/ offset
9497          * that 'less' callback args will be receiving. However, 'node' arg was release_reference'd
9498          * by this point, so look at 'root'
9499          */
9500         struct btf_field *field;
9501
9502         field = reg_find_field_offset(&caller->regs[BPF_REG_1], caller->regs[BPF_REG_1].off,
9503                                       BPF_RB_ROOT);
9504         if (!field || !field->graph_root.value_btf_id)
9505                 return -EFAULT;
9506
9507         mark_reg_graph_node(callee->regs, BPF_REG_1, &field->graph_root);
9508         ref_set_non_owning(env, &callee->regs[BPF_REG_1]);
9509         mark_reg_graph_node(callee->regs, BPF_REG_2, &field->graph_root);
9510         ref_set_non_owning(env, &callee->regs[BPF_REG_2]);
9511
9512         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
9513         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9514         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9515         callee->in_callback_fn = true;
9516         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9517         return 0;
9518 }
9519
9520 static bool is_rbtree_lock_required_kfunc(u32 btf_id);
9521
9522 /* Are we currently verifying the callback for a rbtree helper that must
9523  * be called with lock held? If so, no need to complain about unreleased
9524  * lock
9525  */
9526 static bool in_rbtree_lock_required_cb(struct bpf_verifier_env *env)
9527 {
9528         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
9529         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
9530         struct bpf_func_state *callee;
9531         int kfunc_btf_id;
9532
9533         if (!state->curframe)
9534                 return false;
9535
9536         callee = state->frame[state->curframe];
9537
9538         if (!callee->in_callback_fn)
9539                 return false;
9540
9541         kfunc_btf_id = insn[callee->callsite].imm;
9542         return is_rbtree_lock_required_kfunc(kfunc_btf_id);
9543 }
9544
9545 static int prepare_func_exit(struct bpf_verifier_env *env, int *insn_idx)
9546 {
9547         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
9548         struct bpf_func_state *caller, *callee;
9549         struct bpf_reg_state *r0;
9550         int err;
9551
9552         callee = state->frame[state->curframe];
9553         r0 = &callee->regs[BPF_REG_0];
9554         if (r0->type == PTR_TO_STACK) {
9555                 /* technically it's ok to return caller's stack pointer
9556                  * (or caller's caller's pointer) back to the caller,
9557                  * since these pointers are valid. Only current stack
9558                  * pointer will be invalid as soon as function exits,
9559                  * but let's be conservative
9560                  */
9561                 verbose(env, "cannot return stack pointer to the caller\n");
9562                 return -EINVAL;
9563         }
9564
9565         caller = state->frame[state->curframe - 1];
9566         if (callee->in_callback_fn) {
9567                 /* enforce R0 return value range [0, 1]. */
9568                 struct tnum range = callee->callback_ret_range;
9569
9570                 if (r0->type != SCALAR_VALUE) {
9571                         verbose(env, "R0 not a scalar value\n");
9572                         return -EACCES;
9573                 }
9574
9575                 /* we are going to rely on register's precise value */
9576                 err = mark_reg_read(env, r0, r0->parent, REG_LIVE_READ64);
9577                 err = err ?: mark_chain_precision(env, BPF_REG_0);
9578                 if (err)
9579                         return err;
9580
9581                 if (!tnum_in(range, r0->var_off)) {
9582                         verbose_invalid_scalar(env, r0, &range, "callback return", "R0");
9583                         return -EINVAL;
9584                 }
9585         } else {
9586                 /* return to the caller whatever r0 had in the callee */
9587                 caller->regs[BPF_REG_0] = *r0;
9588         }
9589
9590         /* callback_fn frame should have released its own additions to parent's
9591          * reference state at this point, or check_reference_leak would
9592          * complain, hence it must be the same as the caller. There is no need
9593          * to copy it back.
9594          */
9595         if (!callee->in_callback_fn) {
9596                 /* Transfer references to the caller */
9597                 err = copy_reference_state(caller, callee);
9598                 if (err)
9599                         return err;
9600         }
9601
9602         *insn_idx = callee->callsite + 1;
9603         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
9604                 verbose(env, "returning from callee:\n");
9605                 print_verifier_state(env, callee, true);
9606                 verbose(env, "to caller at %d:\n", *insn_idx);
9607                 print_verifier_state(env, caller, true);
9608         }
9609         /* clear everything in the callee */
9610         free_func_state(callee);
9611         state->frame[state->curframe--] = NULL;
9612         return 0;
9613 }
9614
9615 static void do_refine_retval_range(struct bpf_reg_state *regs, int ret_type,
9616                                    int func_id,
9617                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
9618 {
9619         struct bpf_reg_state *ret_reg = &regs[BPF_REG_0];
9620
9621         if (ret_type != RET_INTEGER)
9622                 return;
9623
9624         switch (func_id) {
9625         case BPF_FUNC_get_stack:
9626         case BPF_FUNC_get_task_stack:
9627         case BPF_FUNC_probe_read_str:
9628         case BPF_FUNC_probe_read_kernel_str:
9629         case BPF_FUNC_probe_read_user_str:
9630                 ret_reg->smax_value = meta->msize_max_value;
9631                 ret_reg->s32_max_value = meta->msize_max_value;
9632                 ret_reg->smin_value = -MAX_ERRNO;
9633                 ret_reg->s32_min_value = -MAX_ERRNO;
9634                 reg_bounds_sync(ret_reg);
9635                 break;
9636         case BPF_FUNC_get_smp_processor_id:
9637                 ret_reg->umax_value = nr_cpu_ids - 1;
9638                 ret_reg->u32_max_value = nr_cpu_ids - 1;
9639                 ret_reg->smax_value = nr_cpu_ids - 1;
9640                 ret_reg->s32_max_value = nr_cpu_ids - 1;
9641                 ret_reg->umin_value = 0;
9642                 ret_reg->u32_min_value = 0;
9643                 ret_reg->smin_value = 0;
9644                 ret_reg->s32_min_value = 0;
9645                 reg_bounds_sync(ret_reg);
9646                 break;
9647         }
9648 }
9649
9650 static int
9651 record_func_map(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
9652                 int func_id, int insn_idx)
9653 {
9654         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
9655         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
9656
9657         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call &&
9658             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
9659             func_id != BPF_FUNC_map_update_elem &&
9660             func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
9661             func_id != BPF_FUNC_map_push_elem &&
9662             func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
9663             func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
9664             func_id != BPF_FUNC_for_each_map_elem &&
9665             func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
9666             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)
9667                 return 0;
9668
9669         if (map == NULL) {
9670                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
9671                 return -EINVAL;
9672         }
9673
9674         /* In case of read-only, some additional restrictions
9675          * need to be applied in order to prevent altering the
9676          * state of the map from program side.
9677          */
9678         if ((map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
9679             (func_id == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
9680              func_id == BPF_FUNC_map_update_elem ||
9681              func_id == BPF_FUNC_map_push_elem ||
9682              func_id == BPF_FUNC_map_pop_elem)) {
9683                 verbose(env, "write into map forbidden\n");
9684                 return -EACCES;
9685         }
9686
9687         if (!BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state))
9688                 bpf_map_ptr_store(aux, meta->map_ptr,
9689                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
9690         else if (BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) != meta->map_ptr)
9691                 bpf_map_ptr_store(aux, BPF_MAP_PTR_POISON,
9692                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
9693         return 0;
9694 }
9695
9696 static int
9697 record_func_key(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
9698                 int func_id, int insn_idx)
9699 {
9700         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
9701         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg;
9702         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
9703         u64 val, max;
9704         int err;
9705
9706         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
9707                 return 0;
9708         if (!map || map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY) {
9709                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
9710                 return -EINVAL;
9711         }
9712
9713         reg = &regs[BPF_REG_3];
9714         val = reg->var_off.value;
9715         max = map->max_entries;
9716
9717         if (!(register_is_const(reg) && val < max)) {
9718                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
9719                 return 0;
9720         }
9721
9722         err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_3);
9723         if (err)
9724                 return err;
9725         if (bpf_map_key_unseen(aux))
9726                 bpf_map_key_store(aux, val);
9727         else if (!bpf_map_key_poisoned(aux) &&
9728                   bpf_map_key_immediate(aux) != val)
9729                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
9730         return 0;
9731 }
9732
9733 static int check_reference_leak(struct bpf_verifier_env *env)
9734 {
9735         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
9736         bool refs_lingering = false;
9737         int i;
9738
9739         if (state->frameno && !state->in_callback_fn)
9740                 return 0;
9741
9742         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
9743                 if (state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
9744                         continue;
9745                 verbose(env, "Unreleased reference id=%d alloc_insn=%d\n",
9746                         state->refs[i].id, state->refs[i].insn_idx);
9747                 refs_lingering = true;
9748         }
9749         return refs_lingering ? -EINVAL : 0;
9750 }
9751
9752 static int check_bpf_snprintf_call(struct bpf_verifier_env *env,
9753                                    struct bpf_reg_state *regs)
9754 {
9755         struct bpf_reg_state *fmt_reg = &regs[BPF_REG_3];
9756         struct bpf_reg_state *data_len_reg = &regs[BPF_REG_5];
9757         struct bpf_map *fmt_map = fmt_reg->map_ptr;
9758         struct bpf_bprintf_data data = {};
9759         int err, fmt_map_off, num_args;
9760         u64 fmt_addr;
9761         char *fmt;
9762
9763         /* data must be an array of u64 */
9764         if (data_len_reg->var_off.value % 8)
9765                 return -EINVAL;
9766         num_args = data_len_reg->var_off.value / 8;
9767
9768         /* fmt being ARG_PTR_TO_CONST_STR guarantees that var_off is const
9769          * and map_direct_value_addr is set.
9770          */
9771         fmt_map_off = fmt_reg->off + fmt_reg->var_off.value;
9772         err = fmt_map->ops->map_direct_value_addr(fmt_map, &fmt_addr,
9773                                                   fmt_map_off);
9774         if (err) {
9775                 verbose(env, "verifier bug\n");
9776                 return -EFAULT;
9777         }
9778         fmt = (char *)(long)fmt_addr + fmt_map_off;
9779
9780         /* We are also guaranteed that fmt+fmt_map_off is NULL terminated, we
9781          * can focus on validating the format specifiers.
9782          */
9783         err = bpf_bprintf_prepare(fmt, UINT_MAX, NULL, num_args, &data);
9784         if (err < 0)
9785                 verbose(env, "Invalid format string\n");
9786
9787         return err;
9788 }
9789
9790 static int check_get_func_ip(struct bpf_verifier_env *env)
9791 {
9792         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
9793         int func_id = BPF_FUNC_get_func_ip;
9794
9795         if (type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
9796                 if (!bpf_prog_has_trampoline(env->prog)) {
9797                         verbose(env, "func %s#%d supported only for fentry/fexit/fmod_ret programs\n",
9798                                 func_id_name(func_id), func_id);
9799                         return -ENOTSUPP;
9800                 }
9801                 return 0;
9802         } else if (type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE) {
9803                 return 0;
9804         }
9805
9806         verbose(env, "func %s#%d not supported for program type %d\n",
9807                 func_id_name(func_id), func_id, type);
9808         return -ENOTSUPP;
9809 }
9810
9811 static struct bpf_insn_aux_data *cur_aux(struct bpf_verifier_env *env)
9812 {
9813         return &env->insn_aux_data[env->insn_idx];
9814 }
9815
9816 static bool loop_flag_is_zero(struct bpf_verifier_env *env)
9817 {
9818         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
9819         struct bpf_reg_state *reg = &regs[BPF_REG_4];
9820         bool reg_is_null = register_is_null(reg);
9821
9822         if (reg_is_null)
9823                 mark_chain_precision(env, BPF_REG_4);
9824
9825         return reg_is_null;
9826 }
9827
9828 static void update_loop_inline_state(struct bpf_verifier_env *env, u32 subprogno)
9829 {
9830         struct bpf_loop_inline_state *state = &cur_aux(env)->loop_inline_state;
9831
9832         if (!state->initialized) {
9833                 state->initialized = 1;
9834                 state->fit_for_inline = loop_flag_is_zero(env);
9835                 state->callback_subprogno = subprogno;
9836                 return;
9837         }
9838
9839         if (!state->fit_for_inline)
9840                 return;
9841
9842         state->fit_for_inline = (loop_flag_is_zero(env) &&
9843                                  state->callback_subprogno == subprogno);
9844 }
9845
9846 static int check_helper_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
9847                              int *insn_idx_p)
9848 {
9849         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
9850         const struct bpf_func_proto *fn = NULL;
9851         enum bpf_return_type ret_type;
9852         enum bpf_type_flag ret_flag;
9853         struct bpf_reg_state *regs;
9854         struct bpf_call_arg_meta meta;
9855         int insn_idx = *insn_idx_p;
9856         bool changes_data;
9857         int i, err, func_id;
9858
9859         /* find function prototype */
9860         func_id = insn->imm;
9861         if (func_id < 0 || func_id >= __BPF_FUNC_MAX_ID) {
9862                 verbose(env, "invalid func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
9863                         func_id);
9864                 return -EINVAL;
9865         }
9866
9867         if (env->ops->get_func_proto)
9868                 fn = env->ops->get_func_proto(func_id, env->prog);
9869         if (!fn) {
9870                 verbose(env, "unknown func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
9871                         func_id);
9872                 return -EINVAL;
9873         }
9874
9875         /* eBPF programs must be GPL compatible to use GPL-ed functions */
9876         if (!env->prog->gpl_compatible && fn->gpl_only) {
9877                 verbose(env, "cannot call GPL-restricted function from non-GPL compatible program\n");
9878                 return -EINVAL;
9879         }
9880
9881         if (fn->allowed && !fn->allowed(env->prog)) {
9882                 verbose(env, "helper call is not allowed in probe\n");
9883                 return -EINVAL;
9884         }
9885
9886         if (!env->prog->aux->sleepable && fn->might_sleep) {
9887                 verbose(env, "helper call might sleep in a non-sleepable prog\n");
9888                 return -EINVAL;
9889         }
9890
9891         /* With LD_ABS/IND some JITs save/restore skb from r1. */
9892         changes_data = bpf_helper_changes_pkt_data(fn->func);
9893         if (changes_data && fn->arg1_type != ARG_PTR_TO_CTX) {
9894                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d: r1 != ctx\n",
9895                         func_id_name(func_id), func_id);
9896                 return -EINVAL;
9897         }
9898
9899         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
9900         meta.pkt_access = fn->pkt_access;
9901
9902         err = check_func_proto(fn, func_id);
9903         if (err) {
9904                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
9905                         func_id_name(func_id), func_id);
9906                 return err;
9907         }
9908
9909         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
9910                 if (fn->might_sleep) {
9911                         verbose(env, "sleepable helper %s#%d in rcu_read_lock region\n",
9912                                 func_id_name(func_id), func_id);
9913                         return -EINVAL;
9914                 }
9915
9916                 if (env->prog->aux->sleepable && is_storage_get_function(func_id))
9917                         env->insn_aux_data[insn_idx].storage_get_func_atomic = true;
9918         }
9919
9920         meta.func_id = func_id;
9921         /* check args */
9922         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++) {
9923                 err = check_func_arg(env, i, &meta, fn, insn_idx);
9924                 if (err)
9925                         return err;
9926         }
9927
9928         err = record_func_map(env, &meta, func_id, insn_idx);
9929         if (err)
9930                 return err;
9931
9932         err = record_func_key(env, &meta, func_id, insn_idx);
9933         if (err)
9934                 return err;
9935
9936         /* Mark slots with STACK_MISC in case of raw mode, stack offset
9937          * is inferred from register state.
9938          */
9939         for (i = 0; i < meta.access_size; i++) {
9940                 err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.regno, i, BPF_B,
9941                                        BPF_WRITE, -1, false, false);
9942                 if (err)
9943                         return err;
9944         }
9945
9946         regs = cur_regs(env);
9947
9948         if (meta.release_regno) {
9949                 err = -EINVAL;
9950                 /* This can only be set for PTR_TO_STACK, as CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot
9951                  * be released by any dynptr helper. Hence, unmark_stack_slots_dynptr
9952                  * is safe to do directly.
9953                  */
9954                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[meta.release_regno - BPF_REG_1])) {
9955                         if (regs[meta.release_regno].type == CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
9956                                 verbose(env, "verifier internal error: CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot be released\n");
9957                                 return -EFAULT;
9958                         }
9959                         err = unmark_stack_slots_dynptr(env, &regs[meta.release_regno]);
9960                 } else if (meta.ref_obj_id) {
9961                         err = release_reference(env, meta.ref_obj_id);
9962                 } else if (register_is_null(&regs[meta.release_regno])) {
9963                         /* meta.ref_obj_id can only be 0 if register that is meant to be
9964                          * released is NULL, which must be > R0.
9965                          */
9966                         err = 0;
9967                 }
9968                 if (err) {
9969                         verbose(env, "func %s#%d reference has not been acquired before\n",
9970                                 func_id_name(func_id), func_id);
9971                         return err;
9972                 }
9973         }
9974
9975         switch (func_id) {
9976         case BPF_FUNC_tail_call:
9977                 err = check_reference_leak(env);
9978                 if (err) {
9979                         verbose(env, "tail_call would lead to reference leak\n");
9980                         return err;
9981                 }
9982                 break;
9983         case BPF_FUNC_get_local_storage:
9984                 /* check that flags argument in get_local_storage(map, flags) is 0,
9985                  * this is required because get_local_storage() can't return an error.
9986                  */
9987                 if (!register_is_null(&regs[BPF_REG_2])) {
9988                         verbose(env, "get_local_storage() doesn't support non-zero flags\n");
9989                         return -EINVAL;
9990                 }
9991                 break;
9992         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
9993                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9994                                         set_map_elem_callback_state);
9995                 break;
9996         case BPF_FUNC_timer_set_callback:
9997                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9998                                         set_timer_callback_state);
9999                 break;
10000         case BPF_FUNC_find_vma:
10001                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
10002                                         set_find_vma_callback_state);
10003                 break;
10004         case BPF_FUNC_snprintf:
10005                 err = check_bpf_snprintf_call(env, regs);
10006                 break;
10007         case BPF_FUNC_loop:
10008                 update_loop_inline_state(env, meta.subprogno);
10009                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
10010                                         set_loop_callback_state);
10011                 break;
10012         case BPF_FUNC_dynptr_from_mem:
10013                 if (regs[BPF_REG_1].type != PTR_TO_MAP_VALUE) {
10014                         verbose(env, "Unsupported reg type %s for bpf_dynptr_from_mem data\n",
10015                                 reg_type_str(env, regs[BPF_REG_1].type));
10016                         return -EACCES;
10017                 }
10018                 break;
10019         case BPF_FUNC_set_retval:
10020                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
10021                     env->prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP) {
10022                         if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
10023                                 /* Make sure programs that attach to void
10024                                  * hooks don't try to modify return value.
10025                                  */
10026                                 verbose(env, "BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
10027                                 return -EINVAL;
10028                         }
10029                 }
10030                 break;
10031         case BPF_FUNC_dynptr_data:
10032         {
10033                 struct bpf_reg_state *reg;
10034                 int id, ref_obj_id;
10035
10036                 reg = get_dynptr_arg_reg(env, fn, regs);
10037                 if (!reg)
10038                         return -EFAULT;
10039
10040
10041                 if (meta.dynptr_id) {
10042                         verbose(env, "verifier internal error: meta.dynptr_id already set\n");
10043                         return -EFAULT;
10044                 }
10045                 if (meta.ref_obj_id) {
10046                         verbose(env, "verifier internal error: meta.ref_obj_id already set\n");
10047                         return -EFAULT;
10048                 }
10049
10050                 id = dynptr_id(env, reg);
10051                 if (id < 0) {
10052                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr id\n");
10053                         return id;
10054                 }
10055
10056                 ref_obj_id = dynptr_ref_obj_id(env, reg);
10057                 if (ref_obj_id < 0) {
10058                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr ref_obj_id\n");
10059                         return ref_obj_id;
10060                 }
10061
10062                 meta.dynptr_id = id;
10063                 meta.ref_obj_id = ref_obj_id;
10064
10065                 break;
10066         }
10067         case BPF_FUNC_dynptr_write:
10068         {
10069                 enum bpf_dynptr_type dynptr_type;
10070                 struct bpf_reg_state *reg;
10071
10072                 reg = get_dynptr_arg_reg(env, fn, regs);
10073                 if (!reg)
10074                         return -EFAULT;
10075
10076                 dynptr_type = dynptr_get_type(env, reg);
10077                 if (dynptr_type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
10078                         return -EFAULT;
10079
10080                 if (dynptr_type == BPF_DYNPTR_TYPE_SKB)
10081                         /* this will trigger clear_all_pkt_pointers(), which will
10082                          * invalidate all dynptr slices associated with the skb
10083                          */
10084                         changes_data = true;
10085
10086                 break;
10087         }
10088         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
10089                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
10090                                         set_user_ringbuf_callback_state);
10091                 break;
10092         }
10093
10094         if (err)
10095                 return err;
10096
10097         /* reset caller saved regs */
10098         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
10099                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
10100                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
10101         }
10102
10103         /* helper call returns 64-bit value. */
10104         regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
10105
10106         /* update return register (already marked as written above) */
10107         ret_type = fn->ret_type;
10108         ret_flag = type_flag(ret_type);
10109
10110         switch (base_type(ret_type)) {
10111         case RET_INTEGER:
10112                 /* sets type to SCALAR_VALUE */
10113                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
10114                 break;
10115         case RET_VOID:
10116                 regs[BPF_REG_0].type = NOT_INIT;
10117                 break;
10118         case RET_PTR_TO_MAP_VALUE:
10119                 /* There is no offset yet applied, variable or fixed */
10120                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
10121                 /* remember map_ptr, so that check_map_access()
10122                  * can check 'value_size' boundary of memory access
10123                  * to map element returned from bpf_map_lookup_elem()
10124                  */
10125                 if (meta.map_ptr == NULL) {
10126                         verbose(env,
10127                                 "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
10128                         return -EINVAL;
10129                 }
10130                 regs[BPF_REG_0].map_ptr = meta.map_ptr;
10131                 regs[BPF_REG_0].map_uid = meta.map_uid;
10132                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE | ret_flag;
10133                 if (!type_may_be_null(ret_type) &&
10134                     btf_record_has_field(meta.map_ptr->record, BPF_SPIN_LOCK)) {
10135                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
10136                 }
10137                 break;
10138         case RET_PTR_TO_SOCKET:
10139                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
10140                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCKET | ret_flag;
10141                 break;
10142         case RET_PTR_TO_SOCK_COMMON:
10143                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
10144                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCK_COMMON | ret_flag;
10145                 break;
10146         case RET_PTR_TO_TCP_SOCK:
10147                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
10148                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_TCP_SOCK | ret_flag;
10149                 break;
10150         case RET_PTR_TO_MEM:
10151                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
10152                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
10153                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.mem_size;
10154                 break;
10155         case RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID:
10156         {
10157                 const struct btf_type *t;
10158
10159                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
10160                 t = btf_type_skip_modifiers(meta.ret_btf, meta.ret_btf_id, NULL);
10161                 if (!btf_type_is_struct(t)) {
10162                         u32 tsize;
10163                         const struct btf_type *ret;
10164                         const char *tname;
10165
10166                         /* resolve the type size of ksym. */
10167                         ret = btf_resolve_size(meta.ret_btf, t, &tsize);
10168                         if (IS_ERR(ret)) {
10169                                 tname = btf_name_by_offset(meta.ret_btf, t->name_off);
10170                                 verbose(env, "unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
10171                                         tname, PTR_ERR(ret));
10172                                 return -EINVAL;
10173                         }
10174                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
10175                         regs[BPF_REG_0].mem_size = tsize;
10176                 } else {
10177                         /* MEM_RDONLY may be carried from ret_flag, but it
10178                          * doesn't apply on PTR_TO_BTF_ID. Fold it, otherwise
10179                          * it will confuse the check of PTR_TO_BTF_ID in
10180                          * check_mem_access().
10181                          */
10182                         ret_flag &= ~MEM_RDONLY;
10183
10184                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
10185                         regs[BPF_REG_0].btf = meta.ret_btf;
10186                         regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
10187                 }
10188                 break;
10189         }
10190         case RET_PTR_TO_BTF_ID:
10191         {
10192                 struct btf *ret_btf;
10193                 int ret_btf_id;
10194
10195                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
10196                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
10197                 if (func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
10198                         ret_btf = meta.kptr_field->kptr.btf;
10199                         ret_btf_id = meta.kptr_field->kptr.btf_id;
10200                         if (!btf_is_kernel(ret_btf))
10201                                 regs[BPF_REG_0].type |= MEM_ALLOC;
10202                 } else {
10203                         if (fn->ret_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
10204                                 verbose(env, "verifier internal error:");
10205                                 verbose(env, "func %s has non-overwritten BPF_PTR_POISON return type\n",
10206                                         func_id_name(func_id));
10207                                 return -EINVAL;
10208                         }
10209                         ret_btf = btf_vmlinux;
10210                         ret_btf_id = *fn->ret_btf_id;
10211                 }
10212                 if (ret_btf_id == 0) {
10213                         verbose(env, "invalid return type %u of func %s#%d\n",
10214                                 base_type(ret_type), func_id_name(func_id),
10215                                 func_id);
10216                         return -EINVAL;
10217                 }
10218                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
10219                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
10220                 break;
10221         }
10222         default:
10223                 verbose(env, "unknown return type %u of func %s#%d\n",
10224                         base_type(ret_type), func_id_name(func_id), func_id);
10225                 return -EINVAL;
10226         }
10227
10228         if (type_may_be_null(regs[BPF_REG_0].type))
10229                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
10230
10231         if (helper_multiple_ref_obj_use(func_id, meta.map_ptr)) {
10232                 verbose(env, "verifier internal error: func %s#%d sets ref_obj_id more than once\n",
10233                         func_id_name(func_id), func_id);
10234                 return -EFAULT;
10235         }
10236
10237         if (is_dynptr_ref_function(func_id))
10238                 regs[BPF_REG_0].dynptr_id = meta.dynptr_id;
10239
10240         if (is_ptr_cast_function(func_id) || is_dynptr_ref_function(func_id)) {
10241                 /* For release_reference() */
10242                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
10243         } else if (is_acquire_function(func_id, meta.map_ptr)) {
10244                 int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
10245
10246                 if (id < 0)
10247                         return id;
10248                 /* For mark_ptr_or_null_reg() */
10249                 regs[BPF_REG_0].id = id;
10250                 /* For release_reference() */
10251                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
10252         }
10253
10254         do_refine_retval_range(regs, fn->ret_type, func_id, &meta);
10255
10256         err = check_map_func_compatibility(env, meta.map_ptr, func_id);
10257         if (err)
10258                 return err;
10259
10260         if ((func_id == BPF_FUNC_get_stack ||
10261              func_id == BPF_FUNC_get_task_stack) &&
10262             !env->prog->has_callchain_buf) {
10263                 const char *err_str;
10264
10265 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
10266                 err = get_callchain_buffers(sysctl_perf_event_max_stack);
10267                 err_str = "cannot get callchain buffer for func %s#%d\n";
10268 #else
10269                 err = -ENOTSUPP;
10270                 err_str = "func %s#%d not supported without CONFIG_PERF_EVENTS\n";
10271 #endif
10272                 if (err) {
10273                         verbose(env, err_str, func_id_name(func_id), func_id);
10274                         return err;
10275                 }
10276
10277                 env->prog->has_callchain_buf = true;
10278         }
10279
10280         if (func_id == BPF_FUNC_get_stackid || func_id == BPF_FUNC_get_stack)
10281                 env->prog->call_get_stack = true;
10282
10283         if (func_id == BPF_FUNC_get_func_ip) {
10284                 if (check_get_func_ip(env))
10285                         return -ENOTSUPP;
10286                 env->prog->call_get_func_ip = true;
10287         }
10288
10289         if (changes_data)
10290                 clear_all_pkt_pointers(env);
10291         return 0;
10292 }
10293
10294 /* mark_btf_func_reg_size() is used when the reg size is determined by
10295  * the BTF func_proto's return value size and argument.
10296  */
10297 static void mark_btf_func_reg_size(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
10298                                    size_t reg_size)
10299 {
10300         struct bpf_reg_state *reg = &cur_regs(env)[regno];
10301
10302         if (regno == BPF_REG_0) {
10303                 /* Function return value */
10304                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
10305                 reg->subreg_def = reg_size == sizeof(u64) ?
10306                         DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
10307         } else {
10308                 /* Function argument */
10309                 if (reg_size == sizeof(u64)) {
10310                         mark_insn_zext(env, reg);
10311                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
10312                 } else {
10313                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ32);
10314                 }
10315         }
10316 }
10317
10318 static bool is_kfunc_acquire(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10319 {
10320         return meta->kfunc_flags & KF_ACQUIRE;
10321 }
10322
10323 static bool is_kfunc_release(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10324 {
10325         return meta->kfunc_flags & KF_RELEASE;
10326 }
10327
10328 static bool is_kfunc_trusted_args(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10329 {
10330         return (meta->kfunc_flags & KF_TRUSTED_ARGS) || is_kfunc_release(meta);
10331 }
10332
10333 static bool is_kfunc_sleepable(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10334 {
10335         return meta->kfunc_flags & KF_SLEEPABLE;
10336 }
10337
10338 static bool is_kfunc_destructive(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10339 {
10340         return meta->kfunc_flags & KF_DESTRUCTIVE;
10341 }
10342
10343 static bool is_kfunc_rcu(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10344 {
10345         return meta->kfunc_flags & KF_RCU;
10346 }
10347
10348 static bool __kfunc_param_match_suffix(const struct btf *btf,
10349                                        const struct btf_param *arg,
10350                                        const char *suffix)
10351 {
10352         int suffix_len = strlen(suffix), len;
10353         const char *param_name;
10354
10355         /* In the future, this can be ported to use BTF tagging */
10356         param_name = btf_name_by_offset(btf, arg->name_off);
10357         if (str_is_empty(param_name))
10358                 return false;
10359         len = strlen(param_name);
10360         if (len < suffix_len)
10361                 return false;
10362         param_name += len - suffix_len;
10363         return !strncmp(param_name, suffix, suffix_len);
10364 }
10365
10366 static bool is_kfunc_arg_mem_size(const struct btf *btf,
10367                                   const struct btf_param *arg,
10368                                   const struct bpf_reg_state *reg)
10369 {
10370         const struct btf_type *t;
10371
10372         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
10373         if (!btf_type_is_scalar(t) || reg->type != SCALAR_VALUE)
10374                 return false;
10375
10376         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__sz");
10377 }
10378
10379 static bool is_kfunc_arg_const_mem_size(const struct btf *btf,
10380                                         const struct btf_param *arg,
10381                                         const struct bpf_reg_state *reg)
10382 {
10383         const struct btf_type *t;
10384
10385         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
10386         if (!btf_type_is_scalar(t) || reg->type != SCALAR_VALUE)
10387                 return false;
10388
10389         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__szk");
10390 }
10391
10392 static bool is_kfunc_arg_optional(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10393 {
10394         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__opt");
10395 }
10396
10397 static bool is_kfunc_arg_constant(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10398 {
10399         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__k");
10400 }
10401
10402 static bool is_kfunc_arg_ignore(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10403 {
10404         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__ign");
10405 }
10406
10407 static bool is_kfunc_arg_alloc_obj(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10408 {
10409         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__alloc");
10410 }
10411
10412 static bool is_kfunc_arg_uninit(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10413 {
10414         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__uninit");
10415 }
10416
10417 static bool is_kfunc_arg_refcounted_kptr(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10418 {
10419         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__refcounted_kptr");
10420 }
10421
10422 static bool is_kfunc_arg_scalar_with_name(const struct btf *btf,
10423                                           const struct btf_param *arg,
10424                                           const char *name)
10425 {
10426         int len, target_len = strlen(name);
10427         const char *param_name;
10428
10429         param_name = btf_name_by_offset(btf, arg->name_off);
10430         if (str_is_empty(param_name))
10431                 return false;
10432         len = strlen(param_name);
10433         if (len != target_len)
10434                 return false;
10435         if (strcmp(param_name, name))
10436                 return false;
10437
10438         return true;
10439 }
10440
10441 enum {
10442         KF_ARG_DYNPTR_ID,
10443         KF_ARG_LIST_HEAD_ID,
10444         KF_ARG_LIST_NODE_ID,
10445         KF_ARG_RB_ROOT_ID,
10446         KF_ARG_RB_NODE_ID,
10447 };
10448
10449 BTF_ID_LIST(kf_arg_btf_ids)
10450 BTF_ID(struct, bpf_dynptr_kern)
10451 BTF_ID(struct, bpf_list_head)
10452 BTF_ID(struct, bpf_list_node)
10453 BTF_ID(struct, bpf_rb_root)
10454 BTF_ID(struct, bpf_rb_node)
10455
10456 static bool __is_kfunc_ptr_arg_type(const struct btf *btf,
10457                                     const struct btf_param *arg, int type)
10458 {
10459         const struct btf_type *t;
10460         u32 res_id;
10461
10462         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
10463         if (!t)
10464                 return false;
10465         if (!btf_type_is_ptr(t))
10466                 return false;
10467         t = btf_type_skip_modifiers(btf, t->type, &res_id);
10468         if (!t)
10469                 return false;
10470         return btf_types_are_same(btf, res_id, btf_vmlinux, kf_arg_btf_ids[type]);
10471 }
10472
10473 static bool is_kfunc_arg_dynptr(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10474 {
10475         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_DYNPTR_ID);
10476 }
10477
10478 static bool is_kfunc_arg_list_head(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10479 {
10480         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_LIST_HEAD_ID);
10481 }
10482
10483 static bool is_kfunc_arg_list_node(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10484 {
10485         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_LIST_NODE_ID);
10486 }
10487
10488 static bool is_kfunc_arg_rbtree_root(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10489 {
10490         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_RB_ROOT_ID);
10491 }
10492
10493 static bool is_kfunc_arg_rbtree_node(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10494 {
10495         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_RB_NODE_ID);
10496 }
10497
10498 static bool is_kfunc_arg_callback(struct bpf_verifier_env *env, const struct btf *btf,
10499                                   const struct btf_param *arg)
10500 {
10501         const struct btf_type *t;
10502
10503         t = btf_type_resolve_func_ptr(btf, arg->type, NULL);
10504         if (!t)
10505                 return false;
10506
10507         return true;
10508 }
10509
10510 /* Returns true if struct is composed of scalars, 4 levels of nesting allowed */
10511 static bool __btf_type_is_scalar_struct(struct bpf_verifier_env *env,
10512                                         const struct btf *btf,
10513                                         const struct btf_type *t, int rec)
10514 {
10515         const struct btf_type *member_type;
10516         const struct btf_member *member;
10517         u32 i;
10518
10519         if (!btf_type_is_struct(t))
10520                 return false;
10521
10522         for_each_member(i, t, member) {
10523                 const struct btf_array *array;
10524
10525                 member_type = btf_type_skip_modifiers(btf, member->type, NULL);
10526                 if (btf_type_is_struct(member_type)) {
10527                         if (rec >= 3) {
10528                                 verbose(env, "max struct nesting depth exceeded\n");
10529                                 return false;
10530                         }
10531                         if (!__btf_type_is_scalar_struct(env, btf, member_type, rec + 1))
10532                                 return false;
10533                         continue;
10534                 }
10535                 if (btf_type_is_array(member_type)) {
10536                         array = btf_array(member_type);
10537                         if (!array->nelems)
10538                                 return false;
10539                         member_type = btf_type_skip_modifiers(btf, array->type, NULL);
10540                         if (!btf_type_is_scalar(member_type))
10541                                 return false;
10542                         continue;
10543                 }
10544                 if (!btf_type_is_scalar(member_type))
10545                         return false;
10546         }
10547         return true;
10548 }
10549
10550 enum kfunc_ptr_arg_type {
10551         KF_ARG_PTR_TO_CTX,
10552         KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID,    /* Allocated object */
10553         KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR, /* Refcounted local kptr */
10554         KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR,
10555         KF_ARG_PTR_TO_ITER,
10556         KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD,
10557         KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE,
10558         KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID,          /* Also covers reg2btf_ids conversions */
10559         KF_ARG_PTR_TO_MEM,
10560         KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE,        /* Size derived from next argument, skip it */
10561         KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK,
10562         KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT,
10563         KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE,
10564 };
10565
10566 enum special_kfunc_type {
10567         KF_bpf_obj_new_impl,
10568         KF_bpf_obj_drop_impl,
10569         KF_bpf_refcount_acquire_impl,
10570         KF_bpf_list_push_front_impl,
10571         KF_bpf_list_push_back_impl,
10572         KF_bpf_list_pop_front,
10573         KF_bpf_list_pop_back,
10574         KF_bpf_cast_to_kern_ctx,
10575         KF_bpf_rdonly_cast,
10576         KF_bpf_rcu_read_lock,
10577         KF_bpf_rcu_read_unlock,
10578         KF_bpf_rbtree_remove,
10579         KF_bpf_rbtree_add_impl,
10580         KF_bpf_rbtree_first,
10581         KF_bpf_dynptr_from_skb,
10582         KF_bpf_dynptr_from_xdp,
10583         KF_bpf_dynptr_slice,
10584         KF_bpf_dynptr_slice_rdwr,
10585         KF_bpf_dynptr_clone,
10586 };
10587
10588 BTF_SET_START(special_kfunc_set)
10589 BTF_ID(func, bpf_obj_new_impl)
10590 BTF_ID(func, bpf_obj_drop_impl)
10591 BTF_ID(func, bpf_refcount_acquire_impl)
10592 BTF_ID(func, bpf_list_push_front_impl)
10593 BTF_ID(func, bpf_list_push_back_impl)
10594 BTF_ID(func, bpf_list_pop_front)
10595 BTF_ID(func, bpf_list_pop_back)
10596 BTF_ID(func, bpf_cast_to_kern_ctx)
10597 BTF_ID(func, bpf_rdonly_cast)
10598 BTF_ID(func, bpf_rbtree_remove)
10599 BTF_ID(func, bpf_rbtree_add_impl)
10600 BTF_ID(func, bpf_rbtree_first)
10601 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_skb)
10602 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_xdp)
10603 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice)
10604 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice_rdwr)
10605 BTF_ID(func, bpf_dynptr_clone)
10606 BTF_SET_END(special_kfunc_set)
10607
10608 BTF_ID_LIST(special_kfunc_list)
10609 BTF_ID(func, bpf_obj_new_impl)
10610 BTF_ID(func, bpf_obj_drop_impl)
10611 BTF_ID(func, bpf_refcount_acquire_impl)
10612 BTF_ID(func, bpf_list_push_front_impl)
10613 BTF_ID(func, bpf_list_push_back_impl)
10614 BTF_ID(func, bpf_list_pop_front)
10615 BTF_ID(func, bpf_list_pop_back)
10616 BTF_ID(func, bpf_cast_to_kern_ctx)
10617 BTF_ID(func, bpf_rdonly_cast)
10618 BTF_ID(func, bpf_rcu_read_lock)
10619 BTF_ID(func, bpf_rcu_read_unlock)
10620 BTF_ID(func, bpf_rbtree_remove)
10621 BTF_ID(func, bpf_rbtree_add_impl)
10622 BTF_ID(func, bpf_rbtree_first)
10623 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_skb)
10624 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_xdp)
10625 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice)
10626 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice_rdwr)
10627 BTF_ID(func, bpf_dynptr_clone)
10628
10629 static bool is_kfunc_ret_null(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10630 {
10631         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl] &&
10632             meta->arg_owning_ref) {
10633                 return false;
10634         }
10635
10636         return meta->kfunc_flags & KF_RET_NULL;
10637 }
10638
10639 static bool is_kfunc_bpf_rcu_read_lock(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10640 {
10641         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rcu_read_lock];
10642 }
10643
10644 static bool is_kfunc_bpf_rcu_read_unlock(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10645 {
10646         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rcu_read_unlock];
10647 }
10648
10649 static enum kfunc_ptr_arg_type
10650 get_kfunc_ptr_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
10651                        struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10652                        const struct btf_type *t, const struct btf_type *ref_t,
10653                        const char *ref_tname, const struct btf_param *args,
10654                        int argno, int nargs)
10655 {
10656         u32 regno = argno + 1;
10657         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
10658         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
10659         bool arg_mem_size = false;
10660
10661         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx])
10662                 return KF_ARG_PTR_TO_CTX;
10663
10664         /* In this function, we verify the kfunc's BTF as per the argument type,
10665          * leaving the rest of the verification with respect to the register
10666          * type to our caller. When a set of conditions hold in the BTF type of
10667          * arguments, we resolve it to a known kfunc_ptr_arg_type.
10668          */
10669         if (btf_get_prog_ctx_type(&env->log, meta->btf, t, resolve_prog_type(env->prog), argno))
10670                 return KF_ARG_PTR_TO_CTX;
10671
10672         if (is_kfunc_arg_alloc_obj(meta->btf, &args[argno]))
10673                 return KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID;
10674
10675         if (is_kfunc_arg_refcounted_kptr(meta->btf, &args[argno]))
10676                 return KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR;
10677
10678         if (is_kfunc_arg_dynptr(meta->btf, &args[argno]))
10679                 return KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR;
10680
10681         if (is_kfunc_arg_iter(meta, argno))
10682                 return KF_ARG_PTR_TO_ITER;
10683
10684         if (is_kfunc_arg_list_head(meta->btf, &args[argno]))
10685                 return KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD;
10686
10687         if (is_kfunc_arg_list_node(meta->btf, &args[argno]))
10688                 return KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE;
10689
10690         if (is_kfunc_arg_rbtree_root(meta->btf, &args[argno]))
10691                 return KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT;
10692
10693         if (is_kfunc_arg_rbtree_node(meta->btf, &args[argno]))
10694                 return KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE;
10695
10696         if ((base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID || reg2btf_ids[base_type(reg->type)])) {
10697                 if (!btf_type_is_struct(ref_t)) {
10698                         verbose(env, "kernel function %s args#%d pointer type %s %s is not supported\n",
10699                                 meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname);
10700                         return -EINVAL;
10701                 }
10702                 return KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID;
10703         }
10704
10705         if (is_kfunc_arg_callback(env, meta->btf, &args[argno]))
10706                 return KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK;
10707
10708
10709         if (argno + 1 < nargs &&
10710             (is_kfunc_arg_mem_size(meta->btf, &args[argno + 1], &regs[regno + 1]) ||
10711              is_kfunc_arg_const_mem_size(meta->btf, &args[argno + 1], &regs[regno + 1])))
10712                 arg_mem_size = true;
10713
10714         /* This is the catch all argument type of register types supported by
10715          * check_helper_mem_access. However, we only allow when argument type is
10716          * pointer to scalar, or struct composed (recursively) of scalars. When
10717          * arg_mem_size is true, the pointer can be void *.
10718          */
10719         if (!btf_type_is_scalar(ref_t) && !__btf_type_is_scalar_struct(env, meta->btf, ref_t, 0) &&
10720             (arg_mem_size ? !btf_type_is_void(ref_t) : 1)) {
10721                 verbose(env, "arg#%d pointer type %s %s must point to %sscalar, or struct with scalar\n",
10722                         argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname, arg_mem_size ? "void, " : "");
10723                 return -EINVAL;
10724         }
10725         return arg_mem_size ? KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE : KF_ARG_PTR_TO_MEM;
10726 }
10727
10728 static int process_kf_arg_ptr_to_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
10729                                         struct bpf_reg_state *reg,
10730                                         const struct btf_type *ref_t,
10731                                         const char *ref_tname, u32 ref_id,
10732                                         struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10733                                         int argno)
10734 {
10735         const struct btf_type *reg_ref_t;
10736         bool strict_type_match = false;
10737         const struct btf *reg_btf;
10738         const char *reg_ref_tname;
10739         u32 reg_ref_id;
10740
10741         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID) {
10742                 reg_btf = reg->btf;
10743                 reg_ref_id = reg->btf_id;
10744         } else {
10745                 reg_btf = btf_vmlinux;
10746                 reg_ref_id = *reg2btf_ids[base_type(reg->type)];
10747         }
10748
10749         /* Enforce strict type matching for calls to kfuncs that are acquiring
10750          * or releasing a reference, or are no-cast aliases. We do _not_
10751          * enforce strict matching for plain KF_TRUSTED_ARGS kfuncs by default,
10752          * as we want to enable BPF programs to pass types that are bitwise
10753          * equivalent without forcing them to explicitly cast with something
10754          * like bpf_cast_to_kern_ctx().
10755          *
10756          * For example, say we had a type like the following:
10757          *
10758          * struct bpf_cpumask {
10759          *      cpumask_t cpumask;
10760          *      refcount_t usage;
10761          * };
10762          *
10763          * Note that as specified in <linux/cpumask.h>, cpumask_t is typedef'ed
10764          * to a struct cpumask, so it would be safe to pass a struct
10765          * bpf_cpumask * to a kfunc expecting a struct cpumask *.
10766          *
10767          * The philosophy here is similar to how we allow scalars of different
10768          * types to be passed to kfuncs as long as the size is the same. The
10769          * only difference here is that we're simply allowing
10770          * btf_struct_ids_match() to walk the struct at the 0th offset, and
10771          * resolve types.
10772          */
10773         if (is_kfunc_acquire(meta) ||
10774             (is_kfunc_release(meta) && reg->ref_obj_id) ||
10775             btf_type_ids_nocast_alias(&env->log, reg_btf, reg_ref_id, meta->btf, ref_id))
10776                 strict_type_match = true;
10777
10778         WARN_ON_ONCE(is_kfunc_trusted_args(meta) && reg->off);
10779
10780         reg_ref_t = btf_type_skip_modifiers(reg_btf, reg_ref_id, &reg_ref_id);
10781         reg_ref_tname = btf_name_by_offset(reg_btf, reg_ref_t->name_off);
10782         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg_btf, reg_ref_id, reg->off, meta->btf, ref_id, strict_type_match)) {
10783                 verbose(env, "kernel function %s args#%d expected pointer to %s %s but R%d has a pointer to %s %s\n",
10784                         meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname, argno + 1,
10785                         btf_type_str(reg_ref_t), reg_ref_tname);
10786                 return -EINVAL;
10787         }
10788         return 0;
10789 }
10790
10791 static int ref_set_non_owning(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
10792 {
10793         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
10794         struct btf_record *rec = reg_btf_record(reg);
10795
10796         if (!state->active_lock.ptr) {
10797                 verbose(env, "verifier internal error: ref_set_non_owning w/o active lock\n");
10798                 return -EFAULT;
10799         }
10800
10801         if (type_flag(reg->type) & NON_OWN_REF) {
10802                 verbose(env, "verifier internal error: NON_OWN_REF already set\n");
10803                 return -EFAULT;
10804         }
10805
10806         reg->type |= NON_OWN_REF;
10807         if (rec->refcount_off >= 0)
10808                 reg->type |= MEM_RCU;
10809
10810         return 0;
10811 }
10812
10813 static int ref_convert_owning_non_owning(struct bpf_verifier_env *env, u32 ref_obj_id)
10814 {
10815         struct bpf_func_state *state, *unused;
10816         struct bpf_reg_state *reg;
10817         int i;
10818
10819         state = cur_func(env);
10820
10821         if (!ref_obj_id) {
10822                 verbose(env, "verifier internal error: ref_obj_id is zero for "
10823                              "owning -> non-owning conversion\n");
10824                 return -EFAULT;
10825         }
10826
10827         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
10828                 if (state->refs[i].id != ref_obj_id)
10829                         continue;
10830
10831                 /* Clear ref_obj_id here so release_reference doesn't clobber
10832                  * the whole reg
10833                  */
10834                 bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, unused, reg, ({
10835                         if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id) {
10836                                 reg->ref_obj_id = 0;
10837                                 ref_set_non_owning(env, reg);
10838                         }
10839                 }));
10840                 return 0;
10841         }
10842
10843         verbose(env, "verifier internal error: ref state missing for ref_obj_id\n");
10844         return -EFAULT;
10845 }
10846
10847 /* Implementation details:
10848  *
10849  * Each register points to some region of memory, which we define as an
10850  * allocation. Each allocation may embed a bpf_spin_lock which protects any
10851  * special BPF objects (bpf_list_head, bpf_rb_root, etc.) part of the same
10852  * allocation. The lock and the data it protects are colocated in the same
10853  * memory region.
10854  *
10855  * Hence, everytime a register holds a pointer value pointing to such
10856  * allocation, the verifier preserves a unique reg->id for it.
10857  *
10858  * The verifier remembers the lock 'ptr' and the lock 'id' whenever
10859  * bpf_spin_lock is called.
10860  *
10861  * To enable this, lock state in the verifier captures two values:
10862  *      active_lock.ptr = Register's type specific pointer
10863  *      active_lock.id  = A unique ID for each register pointer value
10864  *
10865  * Currently, PTR_TO_MAP_VALUE and PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC are the two
10866  * supported register types.
10867  *
10868  * The active_lock.ptr in case of map values is the reg->map_ptr, and in case of
10869  * allocated objects is the reg->btf pointer.
10870  *
10871  * The active_lock.id is non-unique for maps supporting direct_value_addr, as we
10872  * can establish the provenance of the map value statically for each distinct
10873  * lookup into such maps. They always contain a single map value hence unique
10874  * IDs for each pseudo load pessimizes the algorithm and rejects valid programs.
10875  *
10876  * So, in case of global variables, they use array maps with max_entries = 1,
10877  * hence their active_lock.ptr becomes map_ptr and id = 0 (since they all point
10878  * into the same map value as max_entries is 1, as described above).
10879  *
10880  * In case of inner map lookups, the inner map pointer has same map_ptr as the
10881  * outer map pointer (in verifier context), but each lookup into an inner map
10882  * assigns a fresh reg->id to the lookup, so while lookups into distinct inner
10883  * maps from the same outer map share the same map_ptr as active_lock.ptr, they
10884  * will get different reg->id assigned to each lookup, hence different
10885  * active_lock.id.
10886  *
10887  * In case of allocated objects, active_lock.ptr is the reg->btf, and the
10888  * reg->id is a unique ID preserved after the NULL pointer check on the pointer
10889  * returned from bpf_obj_new. Each allocation receives a new reg->id.
10890  */
10891 static int check_reg_allocation_locked(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
10892 {
10893         void *ptr;
10894         u32 id;
10895
10896         switch ((int)reg->type) {
10897         case PTR_TO_MAP_VALUE:
10898                 ptr = reg->map_ptr;
10899                 break;
10900         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
10901                 ptr = reg->btf;
10902                 break;
10903         default:
10904                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reg type for lock check\n");
10905                 return -EFAULT;
10906         }
10907         id = reg->id;
10908
10909         if (!env->cur_state->active_lock.ptr)
10910                 return -EINVAL;
10911         if (env->cur_state->active_lock.ptr != ptr ||
10912             env->cur_state->active_lock.id != id) {
10913                 verbose(env, "held lock and object are not in the same allocation\n");
10914                 return -EINVAL;
10915         }
10916         return 0;
10917 }
10918
10919 static bool is_bpf_list_api_kfunc(u32 btf_id)
10920 {
10921         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
10922                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
10923                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_front] ||
10924                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_back];
10925 }
10926
10927 static bool is_bpf_rbtree_api_kfunc(u32 btf_id)
10928 {
10929         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl] ||
10930                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
10931                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first];
10932 }
10933
10934 static bool is_bpf_graph_api_kfunc(u32 btf_id)
10935 {
10936         return is_bpf_list_api_kfunc(btf_id) || is_bpf_rbtree_api_kfunc(btf_id) ||
10937                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl];
10938 }
10939
10940 static bool is_callback_calling_kfunc(u32 btf_id)
10941 {
10942         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl];
10943 }
10944
10945 static bool is_rbtree_lock_required_kfunc(u32 btf_id)
10946 {
10947         return is_bpf_rbtree_api_kfunc(btf_id);
10948 }
10949
10950 static bool check_kfunc_is_graph_root_api(struct bpf_verifier_env *env,
10951                                           enum btf_field_type head_field_type,
10952                                           u32 kfunc_btf_id)
10953 {
10954         bool ret;
10955
10956         switch (head_field_type) {
10957         case BPF_LIST_HEAD:
10958                 ret = is_bpf_list_api_kfunc(kfunc_btf_id);
10959                 break;
10960         case BPF_RB_ROOT:
10961                 ret = is_bpf_rbtree_api_kfunc(kfunc_btf_id);
10962                 break;
10963         default:
10964                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected graph root argument type %s\n",
10965                         btf_field_type_name(head_field_type));
10966                 return false;
10967         }
10968
10969         if (!ret)
10970                 verbose(env, "verifier internal error: %s head arg for unknown kfunc\n",
10971                         btf_field_type_name(head_field_type));
10972         return ret;
10973 }
10974
10975 static bool check_kfunc_is_graph_node_api(struct bpf_verifier_env *env,
10976                                           enum btf_field_type node_field_type,
10977                                           u32 kfunc_btf_id)
10978 {
10979         bool ret;
10980
10981         switch (node_field_type) {
10982         case BPF_LIST_NODE:
10983                 ret = (kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
10984                        kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl]);
10985                 break;
10986         case BPF_RB_NODE:
10987                 ret = (kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
10988                        kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]);
10989                 break;
10990         default:
10991                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected graph node argument type %s\n",
10992                         btf_field_type_name(node_field_type));
10993                 return false;
10994         }
10995
10996         if (!ret)
10997                 verbose(env, "verifier internal error: %s node arg for unknown kfunc\n",
10998                         btf_field_type_name(node_field_type));
10999         return ret;
11000 }
11001
11002 static int
11003 __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(struct bpf_verifier_env *env,
11004                                    struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
11005                                    struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
11006                                    enum btf_field_type head_field_type,
11007                                    struct btf_field **head_field)
11008 {
11009         const char *head_type_name;
11010         struct btf_field *field;
11011         struct btf_record *rec;
11012         u32 head_off;
11013
11014         if (meta->btf != btf_vmlinux) {
11015                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected btf mismatch in kfunc call\n");
11016                 return -EFAULT;
11017         }
11018
11019         if (!check_kfunc_is_graph_root_api(env, head_field_type, meta->func_id))
11020                 return -EFAULT;
11021
11022         head_type_name = btf_field_type_name(head_field_type);
11023         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
11024                 verbose(env,
11025                         "R%d doesn't have constant offset. %s has to be at the constant offset\n",
11026                         regno, head_type_name);
11027                 return -EINVAL;
11028         }
11029
11030         rec = reg_btf_record(reg);
11031         head_off = reg->off + reg->var_off.value;
11032         field = btf_record_find(rec, head_off, head_field_type);
11033         if (!field) {
11034                 verbose(env, "%s not found at offset=%u\n", head_type_name, head_off);
11035                 return -EINVAL;
11036         }
11037
11038         /* All functions require bpf_list_head to be protected using a bpf_spin_lock */
11039         if (check_reg_allocation_locked(env, reg)) {
11040                 verbose(env, "bpf_spin_lock at off=%d must be held for %s\n",
11041                         rec->spin_lock_off, head_type_name);
11042                 return -EINVAL;
11043         }
11044
11045         if (*head_field) {
11046                 verbose(env, "verifier internal error: repeating %s arg\n", head_type_name);
11047                 return -EFAULT;
11048         }
11049         *head_field = field;
11050         return 0;
11051 }
11052
11053 static int process_kf_arg_ptr_to_list_head(struct bpf_verifier_env *env,
11054                                            struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
11055                                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
11056 {
11057         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(env, reg, regno, meta, BPF_LIST_HEAD,
11058                                                           &meta->arg_list_head.field);
11059 }
11060
11061 static int process_kf_arg_ptr_to_rbtree_root(struct bpf_verifier_env *env,
11062                                              struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
11063                                              struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
11064 {
11065         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(env, reg, regno, meta, BPF_RB_ROOT,
11066                                                           &meta->arg_rbtree_root.field);
11067 }
11068
11069 static int
11070 __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(struct bpf_verifier_env *env,
11071                                    struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
11072                                    struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
11073                                    enum btf_field_type head_field_type,
11074                                    enum btf_field_type node_field_type,
11075                                    struct btf_field **node_field)
11076 {
11077         const char *node_type_name;
11078         const struct btf_type *et, *t;
11079         struct btf_field *field;
11080         u32 node_off;
11081
11082         if (meta->btf != btf_vmlinux) {
11083                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected btf mismatch in kfunc call\n");
11084                 return -EFAULT;
11085         }
11086
11087         if (!check_kfunc_is_graph_node_api(env, node_field_type, meta->func_id))
11088                 return -EFAULT;
11089
11090         node_type_name = btf_field_type_name(node_field_type);
11091         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
11092                 verbose(env,
11093                         "R%d doesn't have constant offset. %s has to be at the constant offset\n",
11094                         regno, node_type_name);
11095                 return -EINVAL;
11096         }
11097
11098         node_off = reg->off + reg->var_off.value;
11099         field = reg_find_field_offset(reg, node_off, node_field_type);
11100         if (!field || field->offset != node_off) {
11101                 verbose(env, "%s not found at offset=%u\n", node_type_name, node_off);
11102                 return -EINVAL;
11103         }
11104
11105         field = *node_field;
11106
11107         et = btf_type_by_id(field->graph_root.btf, field->graph_root.value_btf_id);
11108         t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
11109         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, 0, field->graph_root.btf,
11110                                   field->graph_root.value_btf_id, true)) {
11111                 verbose(env, "operation on %s expects arg#1 %s at offset=%d "
11112                         "in struct %s, but arg is at offset=%d in struct %s\n",
11113                         btf_field_type_name(head_field_type),
11114                         btf_field_type_name(node_field_type),
11115                         field->graph_root.node_offset,
11116                         btf_name_by_offset(field->graph_root.btf, et->name_off),
11117                         node_off, btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off));
11118                 return -EINVAL;
11119         }
11120         meta->arg_btf = reg->btf;
11121         meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
11122
11123         if (node_off != field->graph_root.node_offset) {
11124                 verbose(env, "arg#1 offset=%d, but expected %s at offset=%d in struct %s\n",
11125                         node_off, btf_field_type_name(node_field_type),
11126                         field->graph_root.node_offset,
11127                         btf_name_by_offset(field->graph_root.btf, et->name_off));
11128                 return -EINVAL;
11129         }
11130
11131         return 0;
11132 }
11133
11134 static int process_kf_arg_ptr_to_list_node(struct bpf_verifier_env *env,
11135                                            struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
11136                                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
11137 {
11138         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(env, reg, regno, meta,
11139                                                   BPF_LIST_HEAD, BPF_LIST_NODE,
11140                                                   &meta->arg_list_head.field);
11141 }
11142
11143 static int process_kf_arg_ptr_to_rbtree_node(struct bpf_verifier_env *env,
11144                                              struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
11145                                              struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
11146 {
11147         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(env, reg, regno, meta,
11148                                                   BPF_RB_ROOT, BPF_RB_NODE,
11149                                                   &meta->arg_rbtree_root.field);
11150 }
11151
11152 static int check_kfunc_args(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
11153                             int insn_idx)
11154 {
11155         const char *func_name = meta->func_name, *ref_tname;
11156         const struct btf *btf = meta->btf;
11157         const struct btf_param *args;
11158         struct btf_record *rec;
11159         u32 i, nargs;
11160         int ret;
11161
11162         args = (const struct btf_param *)(meta->func_proto + 1);
11163         nargs = btf_type_vlen(meta->func_proto);
11164         if (nargs > MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS) {
11165                 verbose(env, "Function %s has %d > %d args\n", func_name, nargs,
11166                         MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS);
11167                 return -EINVAL;
11168         }
11169
11170         /* Check that BTF function arguments match actual types that the
11171          * verifier sees.
11172          */
11173         for (i = 0; i < nargs; i++) {
11174                 struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[i + 1];
11175                 const struct btf_type *t, *ref_t, *resolve_ret;
11176                 enum bpf_arg_type arg_type = ARG_DONTCARE;
11177                 u32 regno = i + 1, ref_id, type_size;
11178                 bool is_ret_buf_sz = false;
11179                 int kf_arg_type;
11180
11181                 t = btf_type_skip_modifiers(btf, args[i].type, NULL);
11182
11183                 if (is_kfunc_arg_ignore(btf, &args[i]))
11184                         continue;
11185
11186                 if (btf_type_is_scalar(t)) {
11187                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
11188                                 verbose(env, "R%d is not a scalar\n", regno);
11189                                 return -EINVAL;
11190                         }
11191
11192                         if (is_kfunc_arg_constant(meta->btf, &args[i])) {
11193                                 if (meta->arg_constant.found) {
11194                                         verbose(env, "verifier internal error: only one constant argument permitted\n");
11195                                         return -EFAULT;
11196                                 }
11197                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
11198                                         verbose(env, "R%d must be a known constant\n", regno);
11199                                         return -EINVAL;
11200                                 }
11201                                 ret = mark_chain_precision(env, regno);
11202                                 if (ret < 0)
11203                                         return ret;
11204                                 meta->arg_constant.found = true;
11205                                 meta->arg_constant.value = reg->var_off.value;
11206                         } else if (is_kfunc_arg_scalar_with_name(btf, &args[i], "rdonly_buf_size")) {
11207                                 meta->r0_rdonly = true;
11208                                 is_ret_buf_sz = true;
11209                         } else if (is_kfunc_arg_scalar_with_name(btf, &args[i], "rdwr_buf_size")) {
11210                                 is_ret_buf_sz = true;
11211                         }
11212
11213                         if (is_ret_buf_sz) {
11214                                 if (meta->r0_size) {
11215                                         verbose(env, "2 or more rdonly/rdwr_buf_size parameters for kfunc");
11216                                         return -EINVAL;
11217                                 }
11218
11219                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
11220                                         verbose(env, "R%d is not a const\n", regno);
11221                                         return -EINVAL;
11222                                 }
11223
11224                                 meta->r0_size = reg->var_off.value;
11225                                 ret = mark_chain_precision(env, regno);
11226                                 if (ret)
11227                                         return ret;
11228                         }
11229                         continue;
11230                 }
11231
11232                 if (!btf_type_is_ptr(t)) {
11233                         verbose(env, "Unrecognized arg#%d type %s\n", i, btf_type_str(t));
11234                         return -EINVAL;
11235                 }
11236
11237                 if ((is_kfunc_trusted_args(meta) || is_kfunc_rcu(meta)) &&
11238                     (register_is_null(reg) || type_may_be_null(reg->type))) {
11239                         verbose(env, "Possibly NULL pointer passed to trusted arg%d\n", i);
11240                         return -EACCES;
11241                 }
11242
11243                 if (reg->ref_obj_id) {
11244                         if (is_kfunc_release(meta) && meta->ref_obj_id) {
11245                                 verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
11246                                         regno, reg->ref_obj_id,
11247                                         meta->ref_obj_id);
11248                                 return -EFAULT;
11249                         }
11250                         meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
11251                         if (is_kfunc_release(meta))
11252                                 meta->release_regno = regno;
11253                 }
11254
11255                 ref_t = btf_type_skip_modifiers(btf, t->type, &ref_id);
11256                 ref_tname = btf_name_by_offset(btf, ref_t->name_off);
11257
11258                 kf_arg_type = get_kfunc_ptr_arg_type(env, meta, t, ref_t, ref_tname, args, i, nargs);
11259                 if (kf_arg_type < 0)
11260                         return kf_arg_type;
11261
11262                 switch (kf_arg_type) {
11263                 case KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID:
11264                 case KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID:
11265                         if (!is_kfunc_trusted_args(meta) && !is_kfunc_rcu(meta))
11266                                 break;
11267
11268                         if (!is_trusted_reg(reg)) {
11269                                 if (!is_kfunc_rcu(meta)) {
11270                                         verbose(env, "R%d must be referenced or trusted\n", regno);
11271                                         return -EINVAL;
11272                                 }
11273                                 if (!is_rcu_reg(reg)) {
11274                                         verbose(env, "R%d must be a rcu pointer\n", regno);
11275                                         return -EINVAL;
11276                                 }
11277                         }
11278
11279                         fallthrough;
11280                 case KF_ARG_PTR_TO_CTX:
11281                         /* Trusted arguments have the same offset checks as release arguments */
11282                         arg_type |= OBJ_RELEASE;
11283                         break;
11284                 case KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR:
11285                 case KF_ARG_PTR_TO_ITER:
11286                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD:
11287                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE:
11288                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT:
11289                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE:
11290                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM:
11291                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE:
11292                 case KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK:
11293                 case KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR:
11294                         /* Trusted by default */
11295                         break;
11296                 default:
11297                         WARN_ON_ONCE(1);
11298                         return -EFAULT;
11299                 }
11300
11301                 if (is_kfunc_release(meta) && reg->ref_obj_id)
11302                         arg_type |= OBJ_RELEASE;
11303                 ret = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
11304                 if (ret < 0)
11305                         return ret;
11306
11307                 switch (kf_arg_type) {
11308                 case KF_ARG_PTR_TO_CTX:
11309                         if (reg->type != PTR_TO_CTX) {
11310                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to ctx, but got %s\n", i, btf_type_str(t));
11311                                 return -EINVAL;
11312                         }
11313
11314                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx]) {
11315                                 ret = get_kern_ctx_btf_id(&env->log, resolve_prog_type(env->prog));
11316                                 if (ret < 0)
11317                                         return -EINVAL;
11318                                 meta->ret_btf_id  = ret;
11319                         }
11320                         break;
11321                 case KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID:
11322                         if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11323                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
11324                                 return -EINVAL;
11325                         }
11326                         if (!reg->ref_obj_id) {
11327                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11328                                 return -EINVAL;
11329                         }
11330                         if (meta->btf == btf_vmlinux &&
11331                             meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl]) {
11332                                 meta->arg_btf = reg->btf;
11333                                 meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
11334                         }
11335                         break;
11336                 case KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR:
11337                 {
11338                         enum bpf_arg_type dynptr_arg_type = ARG_PTR_TO_DYNPTR;
11339                         int clone_ref_obj_id = 0;
11340
11341                         if (reg->type != PTR_TO_STACK &&
11342                             reg->type != CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
11343                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to stack or dynptr_ptr\n", i);
11344                                 return -EINVAL;
11345                         }
11346
11347                         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
11348                                 dynptr_arg_type |= MEM_RDONLY;
11349
11350                         if (is_kfunc_arg_uninit(btf, &args[i]))
11351                                 dynptr_arg_type |= MEM_UNINIT;
11352
11353                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_skb]) {
11354                                 dynptr_arg_type |= DYNPTR_TYPE_SKB;
11355                         } else if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_xdp]) {
11356                                 dynptr_arg_type |= DYNPTR_TYPE_XDP;
11357                         } else if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_clone] &&
11358                                    (dynptr_arg_type & MEM_UNINIT)) {
11359                                 enum bpf_dynptr_type parent_type = meta->initialized_dynptr.type;
11360
11361                                 if (parent_type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID) {
11362                                         verbose(env, "verifier internal error: no dynptr type for parent of clone\n");
11363                                         return -EFAULT;
11364                                 }
11365
11366                                 dynptr_arg_type |= (unsigned int)get_dynptr_type_flag(parent_type);
11367                                 clone_ref_obj_id = meta->initialized_dynptr.ref_obj_id;
11368                                 if (dynptr_type_refcounted(parent_type) && !clone_ref_obj_id) {
11369                                         verbose(env, "verifier internal error: missing ref obj id for parent of clone\n");
11370                                         return -EFAULT;
11371                                 }
11372                         }
11373
11374                         ret = process_dynptr_func(env, regno, insn_idx, dynptr_arg_type, clone_ref_obj_id);
11375                         if (ret < 0)
11376                                 return ret;
11377
11378                         if (!(dynptr_arg_type & MEM_UNINIT)) {
11379                                 int id = dynptr_id(env, reg);
11380
11381                                 if (id < 0) {
11382                                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr id\n");
11383                                         return id;
11384                                 }
11385                                 meta->initialized_dynptr.id = id;
11386                                 meta->initialized_dynptr.type = dynptr_get_type(env, reg);
11387                                 meta->initialized_dynptr.ref_obj_id = dynptr_ref_obj_id(env, reg);
11388                         }
11389
11390                         break;
11391                 }
11392                 case KF_ARG_PTR_TO_ITER:
11393                         ret = process_iter_arg(env, regno, insn_idx, meta);
11394                         if (ret < 0)
11395                                 return ret;
11396                         break;
11397                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD:
11398                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
11399                             reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11400                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to map value or allocated object\n", i);
11401                                 return -EINVAL;
11402                         }
11403                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC) && !reg->ref_obj_id) {
11404                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11405                                 return -EINVAL;
11406                         }
11407                         ret = process_kf_arg_ptr_to_list_head(env, reg, regno, meta);
11408                         if (ret < 0)
11409                                 return ret;
11410                         break;
11411                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT:
11412                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
11413                             reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11414                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to map value or allocated object\n", i);
11415                                 return -EINVAL;
11416                         }
11417                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC) && !reg->ref_obj_id) {
11418                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11419                                 return -EINVAL;
11420                         }
11421                         ret = process_kf_arg_ptr_to_rbtree_root(env, reg, regno, meta);
11422                         if (ret < 0)
11423                                 return ret;
11424                         break;
11425                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE:
11426                         if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11427                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
11428                                 return -EINVAL;
11429                         }
11430                         if (!reg->ref_obj_id) {
11431                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11432                                 return -EINVAL;
11433                         }
11434                         ret = process_kf_arg_ptr_to_list_node(env, reg, regno, meta);
11435                         if (ret < 0)
11436                                 return ret;
11437                         break;
11438                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE:
11439                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove]) {
11440                                 if (!type_is_non_owning_ref(reg->type) || reg->ref_obj_id) {
11441                                         verbose(env, "rbtree_remove node input must be non-owning ref\n");
11442                                         return -EINVAL;
11443                                 }
11444                                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
11445                                         verbose(env, "rbtree_remove not allowed in rbtree cb\n");
11446                                         return -EINVAL;
11447                                 }
11448                         } else {
11449                                 if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11450                                         verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
11451                                         return -EINVAL;
11452                                 }
11453                                 if (!reg->ref_obj_id) {
11454                                         verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11455                                         return -EINVAL;
11456                                 }
11457                         }
11458
11459                         ret = process_kf_arg_ptr_to_rbtree_node(env, reg, regno, meta);
11460                         if (ret < 0)
11461                                 return ret;
11462                         break;
11463                 case KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID:
11464                         /* Only base_type is checked, further checks are done here */
11465                         if ((base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID ||
11466                              (bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type) && !is_rcu_reg(reg))) &&
11467                             !reg2btf_ids[base_type(reg->type)]) {
11468                                 verbose(env, "arg#%d is %s ", i, reg_type_str(env, reg->type));
11469                                 verbose(env, "expected %s or socket\n",
11470                                         reg_type_str(env, base_type(reg->type) |
11471                                                           (type_flag(reg->type) & BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS)));
11472                                 return -EINVAL;
11473                         }
11474                         ret = process_kf_arg_ptr_to_btf_id(env, reg, ref_t, ref_tname, ref_id, meta, i);
11475                         if (ret < 0)
11476                                 return ret;
11477                         break;
11478                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM:
11479                         resolve_ret = btf_resolve_size(btf, ref_t, &type_size);
11480                         if (IS_ERR(resolve_ret)) {
11481                                 verbose(env, "arg#%d reference type('%s %s') size cannot be determined: %ld\n",
11482                                         i, btf_type_str(ref_t), ref_tname, PTR_ERR(resolve_ret));
11483                                 return -EINVAL;
11484                         }
11485                         ret = check_mem_reg(env, reg, regno, type_size);
11486                         if (ret < 0)
11487                                 return ret;
11488                         break;
11489                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE:
11490                 {
11491                         struct bpf_reg_state *buff_reg = &regs[regno];
11492                         const struct btf_param *buff_arg = &args[i];
11493                         struct bpf_reg_state *size_reg = &regs[regno + 1];
11494                         const struct btf_param *size_arg = &args[i + 1];
11495
11496                         if (!register_is_null(buff_reg) || !is_kfunc_arg_optional(meta->btf, buff_arg)) {
11497                                 ret = check_kfunc_mem_size_reg(env, size_reg, regno + 1);
11498                                 if (ret < 0) {
11499                                         verbose(env, "arg#%d arg#%d memory, len pair leads to invalid memory access\n", i, i + 1);
11500                                         return ret;
11501                                 }
11502                         }
11503
11504                         if (is_kfunc_arg_const_mem_size(meta->btf, size_arg, size_reg)) {
11505                                 if (meta->arg_constant.found) {
11506                                         verbose(env, "verifier internal error: only one constant argument permitted\n");
11507                                         return -EFAULT;
11508                                 }
11509                                 if (!tnum_is_const(size_reg->var_off)) {
11510                                         verbose(env, "R%d must be a known constant\n", regno + 1);
11511                                         return -EINVAL;
11512                                 }
11513                                 meta->arg_constant.found = true;
11514                                 meta->arg_constant.value = size_reg->var_off.value;
11515                         }
11516
11517                         /* Skip next '__sz' or '__szk' argument */
11518                         i++;
11519                         break;
11520                 }
11521                 case KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK:
11522                         if (reg->type != PTR_TO_FUNC) {
11523                                 verbose(env, "arg%d expected pointer to func\n", i);
11524                                 return -EINVAL;
11525                         }
11526                         meta->subprogno = reg->subprogno;
11527                         break;
11528                 case KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR:
11529                         if (!type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
11530                                 verbose(env, "arg#%d is neither owning or non-owning ref\n", i);
11531                                 return -EINVAL;
11532                         }
11533                         if (!type_is_non_owning_ref(reg->type))
11534                                 meta->arg_owning_ref = true;
11535
11536                         rec = reg_btf_record(reg);
11537                         if (!rec) {
11538                                 verbose(env, "verifier internal error: Couldn't find btf_record\n");
11539                                 return -EFAULT;
11540                         }
11541
11542                         if (rec->refcount_off < 0) {
11543                                 verbose(env, "arg#%d doesn't point to a type with bpf_refcount field\n", i);
11544                                 return -EINVAL;
11545                         }
11546
11547                         meta->arg_btf = reg->btf;
11548                         meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
11549                         break;
11550                 }
11551         }
11552
11553         if (is_kfunc_release(meta) && !meta->release_regno) {
11554                 verbose(env, "release kernel function %s expects refcounted PTR_TO_BTF_ID\n",
11555                         func_name);
11556                 return -EINVAL;
11557         }
11558
11559         return 0;
11560 }
11561
11562 static int fetch_kfunc_meta(struct bpf_verifier_env *env,
11563                             struct bpf_insn *insn,
11564                             struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
11565                             const char **kfunc_name)
11566 {
11567         const struct btf_type *func, *func_proto;
11568         u32 func_id, *kfunc_flags;
11569         const char *func_name;
11570         struct btf *desc_btf;
11571
11572         if (kfunc_name)
11573                 *kfunc_name = NULL;
11574
11575         if (!insn->imm)
11576                 return -EINVAL;
11577
11578         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, insn->off);
11579         if (IS_ERR(desc_btf))
11580                 return PTR_ERR(desc_btf);
11581
11582         func_id = insn->imm;
11583         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
11584         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
11585         if (kfunc_name)
11586                 *kfunc_name = func_name;
11587         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
11588
11589         kfunc_flags = btf_kfunc_id_set_contains(desc_btf, func_id, env->prog);
11590         if (!kfunc_flags) {
11591                 return -EACCES;
11592         }
11593
11594         memset(meta, 0, sizeof(*meta));
11595         meta->btf = desc_btf;
11596         meta->func_id = func_id;
11597         meta->kfunc_flags = *kfunc_flags;
11598         meta->func_proto = func_proto;
11599         meta->func_name = func_name;
11600
11601         return 0;
11602 }
11603
11604 static int check_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
11605                             int *insn_idx_p)
11606 {
11607         const struct btf_type *t, *ptr_type;
11608         u32 i, nargs, ptr_type_id, release_ref_obj_id;
11609         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
11610         const char *func_name, *ptr_type_name;
11611         bool sleepable, rcu_lock, rcu_unlock;
11612         struct bpf_kfunc_call_arg_meta meta;
11613         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux;
11614         int err, insn_idx = *insn_idx_p;
11615         const struct btf_param *args;
11616         const struct btf_type *ret_t;
11617         struct btf *desc_btf;
11618
11619         /* skip for now, but return error when we find this in fixup_kfunc_call */
11620         if (!insn->imm)
11621                 return 0;
11622
11623         err = fetch_kfunc_meta(env, insn, &meta, &func_name);
11624         if (err == -EACCES && func_name)
11625                 verbose(env, "calling kernel function %s is not allowed\n", func_name);
11626         if (err)
11627                 return err;
11628         desc_btf = meta.btf;
11629         insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
11630
11631         insn_aux->is_iter_next = is_iter_next_kfunc(&meta);
11632
11633         if (is_kfunc_destructive(&meta) && !capable(CAP_SYS_BOOT)) {
11634                 verbose(env, "destructive kfunc calls require CAP_SYS_BOOT capability\n");
11635                 return -EACCES;
11636         }
11637
11638         sleepable = is_kfunc_sleepable(&meta);
11639         if (sleepable && !env->prog->aux->sleepable) {
11640                 verbose(env, "program must be sleepable to call sleepable kfunc %s\n", func_name);
11641                 return -EACCES;
11642         }
11643
11644         rcu_lock = is_kfunc_bpf_rcu_read_lock(&meta);
11645         rcu_unlock = is_kfunc_bpf_rcu_read_unlock(&meta);
11646
11647         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
11648                 struct bpf_func_state *state;
11649                 struct bpf_reg_state *reg;
11650
11651                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env) && (rcu_lock || rcu_unlock)) {
11652                         verbose(env, "Calling bpf_rcu_read_{lock,unlock} in unnecessary rbtree callback\n");
11653                         return -EACCES;
11654                 }
11655
11656                 if (rcu_lock) {
11657                         verbose(env, "nested rcu read lock (kernel function %s)\n", func_name);
11658                         return -EINVAL;
11659                 } else if (rcu_unlock) {
11660                         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
11661                                 if (reg->type & MEM_RCU) {
11662                                         reg->type &= ~(MEM_RCU | PTR_MAYBE_NULL);
11663                                         reg->type |= PTR_UNTRUSTED;
11664                                 }
11665                         }));
11666                         env->cur_state->active_rcu_lock = false;
11667                 } else if (sleepable) {
11668                         verbose(env, "kernel func %s is sleepable within rcu_read_lock region\n", func_name);
11669                         return -EACCES;
11670                 }
11671         } else if (rcu_lock) {
11672                 env->cur_state->active_rcu_lock = true;
11673         } else if (rcu_unlock) {
11674                 verbose(env, "unmatched rcu read unlock (kernel function %s)\n", func_name);
11675                 return -EINVAL;
11676         }
11677
11678         /* Check the arguments */
11679         err = check_kfunc_args(env, &meta, insn_idx);
11680         if (err < 0)
11681                 return err;
11682         /* In case of release function, we get register number of refcounted
11683          * PTR_TO_BTF_ID in bpf_kfunc_arg_meta, do the release now.
11684          */
11685         if (meta.release_regno) {
11686                 err = release_reference(env, regs[meta.release_regno].ref_obj_id);
11687                 if (err) {
11688                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
11689                                 func_name, meta.func_id);
11690                         return err;
11691                 }
11692         }
11693
11694         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
11695             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
11696             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
11697                 release_ref_obj_id = regs[BPF_REG_2].ref_obj_id;
11698                 insn_aux->insert_off = regs[BPF_REG_2].off;
11699                 insn_aux->kptr_struct_meta = btf_find_struct_meta(meta.arg_btf, meta.arg_btf_id);
11700                 err = ref_convert_owning_non_owning(env, release_ref_obj_id);
11701                 if (err) {
11702                         verbose(env, "kfunc %s#%d conversion of owning ref to non-owning failed\n",
11703                                 func_name, meta.func_id);
11704                         return err;
11705                 }
11706
11707                 err = release_reference(env, release_ref_obj_id);
11708                 if (err) {
11709                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
11710                                 func_name, meta.func_id);
11711                         return err;
11712                 }
11713         }
11714
11715         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
11716                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
11717                                         set_rbtree_add_callback_state);
11718                 if (err) {
11719                         verbose(env, "kfunc %s#%d failed callback verification\n",
11720                                 func_name, meta.func_id);
11721                         return err;
11722                 }
11723         }
11724
11725         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++)
11726                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
11727
11728         /* Check return type */
11729         t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, meta.func_proto->type, NULL);
11730
11731         if (is_kfunc_acquire(&meta) && !btf_type_is_struct_ptr(meta.btf, t)) {
11732                 /* Only exception is bpf_obj_new_impl */
11733                 if (meta.btf != btf_vmlinux ||
11734                     (meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl] &&
11735                      meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl])) {
11736                         verbose(env, "acquire kernel function does not return PTR_TO_BTF_ID\n");
11737                         return -EINVAL;
11738                 }
11739         }
11740
11741         if (btf_type_is_scalar(t)) {
11742                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
11743                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, t->size);
11744         } else if (btf_type_is_ptr(t)) {
11745                 ptr_type = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, t->type, &ptr_type_id);
11746
11747                 if (meta.btf == btf_vmlinux && btf_id_set_contains(&special_kfunc_set, meta.func_id)) {
11748                         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl]) {
11749                                 struct btf *ret_btf;
11750                                 u32 ret_btf_id;
11751
11752                                 if (unlikely(!bpf_global_ma_set))
11753                                         return -ENOMEM;
11754
11755                                 if (((u64)(u32)meta.arg_constant.value) != meta.arg_constant.value) {
11756                                         verbose(env, "local type ID argument must be in range [0, U32_MAX]\n");
11757                                         return -EINVAL;
11758                                 }
11759
11760                                 ret_btf = env->prog->aux->btf;
11761                                 ret_btf_id = meta.arg_constant.value;
11762
11763                                 /* This may be NULL due to user not supplying a BTF */
11764                                 if (!ret_btf) {
11765                                         verbose(env, "bpf_obj_new requires prog BTF\n");
11766                                         return -EINVAL;
11767                                 }
11768
11769                                 ret_t = btf_type_by_id(ret_btf, ret_btf_id);
11770                                 if (!ret_t || !__btf_type_is_struct(ret_t)) {
11771                                         verbose(env, "bpf_obj_new type ID argument must be of a struct\n");
11772                                         return -EINVAL;
11773                                 }
11774
11775                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11776                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
11777                                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
11778                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
11779
11780                                 insn_aux->obj_new_size = ret_t->size;
11781                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
11782                                         btf_find_struct_meta(ret_btf, ret_btf_id);
11783                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl]) {
11784                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11785                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
11786                                 regs[BPF_REG_0].btf = meta.arg_btf;
11787                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.arg_btf_id;
11788
11789                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
11790                                         btf_find_struct_meta(meta.arg_btf,
11791                                                              meta.arg_btf_id);
11792                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_front] ||
11793                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_back]) {
11794                                 struct btf_field *field = meta.arg_list_head.field;
11795
11796                                 mark_reg_graph_node(regs, BPF_REG_0, &field->graph_root);
11797                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
11798                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first]) {
11799                                 struct btf_field *field = meta.arg_rbtree_root.field;
11800
11801                                 mark_reg_graph_node(regs, BPF_REG_0, &field->graph_root);
11802                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx]) {
11803                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11804                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED;
11805                                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
11806                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
11807                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rdonly_cast]) {
11808                                 ret_t = btf_type_by_id(desc_btf, meta.arg_constant.value);
11809                                 if (!ret_t || !btf_type_is_struct(ret_t)) {
11810                                         verbose(env,
11811                                                 "kfunc bpf_rdonly_cast type ID argument must be of a struct\n");
11812                                         return -EINVAL;
11813                                 }
11814
11815                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11816                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED;
11817                                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
11818                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.arg_constant.value;
11819                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice] ||
11820                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice_rdwr]) {
11821                                 enum bpf_type_flag type_flag = get_dynptr_type_flag(meta.initialized_dynptr.type);
11822
11823                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11824
11825                                 if (!meta.arg_constant.found) {
11826                                         verbose(env, "verifier internal error: bpf_dynptr_slice(_rdwr) no constant size\n");
11827                                         return -EFAULT;
11828                                 }
11829
11830                                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.arg_constant.value;
11831
11832                                 /* PTR_MAYBE_NULL will be added when is_kfunc_ret_null is checked */
11833                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | type_flag;
11834
11835                                 if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice]) {
11836                                         regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RDONLY;
11837                                 } else {
11838                                         /* this will set env->seen_direct_write to true */
11839                                         if (!may_access_direct_pkt_data(env, NULL, BPF_WRITE)) {
11840                                                 verbose(env, "the prog does not allow writes to packet data\n");
11841                                                 return -EINVAL;
11842                                         }
11843                                 }
11844
11845                                 if (!meta.initialized_dynptr.id) {
11846                                         verbose(env, "verifier internal error: no dynptr id\n");
11847                                         return -EFAULT;
11848                                 }
11849                                 regs[BPF_REG_0].dynptr_id = meta.initialized_dynptr.id;
11850
11851                                 /* we don't need to set BPF_REG_0's ref obj id
11852                                  * because packet slices are not refcounted (see
11853                                  * dynptr_type_refcounted)
11854                                  */
11855                         } else {
11856                                 verbose(env, "kernel function %s unhandled dynamic return type\n",
11857                                         meta.func_name);
11858                                 return -EFAULT;
11859                         }
11860                 } else if (!__btf_type_is_struct(ptr_type)) {
11861                         if (!meta.r0_size) {
11862                                 __u32 sz;
11863
11864                                 if (!IS_ERR(btf_resolve_size(desc_btf, ptr_type, &sz))) {
11865                                         meta.r0_size = sz;
11866                                         meta.r0_rdonly = true;
11867                                 }
11868                         }
11869                         if (!meta.r0_size) {
11870                                 ptr_type_name = btf_name_by_offset(desc_btf,
11871                                                                    ptr_type->name_off);
11872                                 verbose(env,
11873                                         "kernel function %s returns pointer type %s %s is not supported\n",
11874                                         func_name,
11875                                         btf_type_str(ptr_type),
11876                                         ptr_type_name);
11877                                 return -EINVAL;
11878                         }
11879
11880                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11881                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM;
11882                         regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.r0_size;
11883
11884                         if (meta.r0_rdonly)
11885                                 regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RDONLY;
11886
11887                         /* Ensures we don't access the memory after a release_reference() */
11888                         if (meta.ref_obj_id)
11889                                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
11890                 } else {
11891                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11892                         regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
11893                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID;
11894                         regs[BPF_REG_0].btf_id = ptr_type_id;
11895                 }
11896
11897                 if (is_kfunc_ret_null(&meta)) {
11898                         regs[BPF_REG_0].type |= PTR_MAYBE_NULL;
11899                         /* For mark_ptr_or_null_reg, see 93c230e3f5bd6 */
11900                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
11901                 }
11902                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, sizeof(void *));
11903                 if (is_kfunc_acquire(&meta)) {
11904                         int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
11905
11906                         if (id < 0)
11907                                 return id;
11908                         if (is_kfunc_ret_null(&meta))
11909                                 regs[BPF_REG_0].id = id;
11910                         regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
11911                 } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first]) {
11912                         ref_set_non_owning(env, &regs[BPF_REG_0]);
11913                 }
11914
11915                 if (reg_may_point_to_spin_lock(&regs[BPF_REG_0]) && !regs[BPF_REG_0].id)
11916                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
11917         } else if (btf_type_is_void(t)) {
11918                 if (meta.btf == btf_vmlinux && btf_id_set_contains(&special_kfunc_set, meta.func_id)) {
11919                         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl]) {
11920                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
11921                                         btf_find_struct_meta(meta.arg_btf,
11922                                                              meta.arg_btf_id);
11923                         }
11924                 }
11925         }
11926
11927         nargs = btf_type_vlen(meta.func_proto);
11928         args = (const struct btf_param *)(meta.func_proto + 1);
11929         for (i = 0; i < nargs; i++) {
11930                 u32 regno = i + 1;
11931
11932                 t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, args[i].type, NULL);
11933                 if (btf_type_is_ptr(t))
11934                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, sizeof(void *));
11935                 else
11936                         /* scalar. ensured by btf_check_kfunc_arg_match() */
11937                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, t->size);
11938         }
11939
11940         if (is_iter_next_kfunc(&meta)) {
11941                 err = process_iter_next_call(env, insn_idx, &meta);
11942                 if (err)
11943                         return err;
11944         }
11945
11946         return 0;
11947 }
11948
11949 static bool signed_add_overflows(s64 a, s64 b)
11950 {
11951         /* Do the add in u64, where overflow is well-defined */
11952         s64 res = (s64)((u64)a + (u64)b);
11953
11954         if (b < 0)
11955                 return res > a;
11956         return res < a;
11957 }
11958
11959 static bool signed_add32_overflows(s32 a, s32 b)
11960 {
11961         /* Do the add in u32, where overflow is well-defined */
11962         s32 res = (s32)((u32)a + (u32)b);
11963
11964         if (b < 0)
11965                 return res > a;
11966         return res < a;
11967 }
11968
11969 static bool signed_sub_overflows(s64 a, s64 b)
11970 {
11971         /* Do the sub in u64, where overflow is well-defined */
11972         s64 res = (s64)((u64)a - (u64)b);
11973
11974         if (b < 0)
11975                 return res < a;
11976         return res > a;
11977 }
11978
11979 static bool signed_sub32_overflows(s32 a, s32 b)
11980 {
11981         /* Do the sub in u32, where overflow is well-defined */
11982         s32 res = (s32)((u32)a - (u32)b);
11983
11984         if (b < 0)
11985                 return res < a;
11986         return res > a;
11987 }
11988
11989 static bool check_reg_sane_offset(struct bpf_verifier_env *env,
11990                                   const struct bpf_reg_state *reg,
11991                                   enum bpf_reg_type type)
11992 {
11993         bool known = tnum_is_const(reg->var_off);
11994         s64 val = reg->var_off.value;
11995         s64 smin = reg->smin_value;
11996
11997         if (known && (val >= BPF_MAX_VAR_OFF || val <= -BPF_MAX_VAR_OFF)) {
11998                 verbose(env, "math between %s pointer and %lld is not allowed\n",
11999                         reg_type_str(env, type), val);
12000                 return false;
12001         }
12002
12003         if (reg->off >= BPF_MAX_VAR_OFF || reg->off <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
12004                 verbose(env, "%s pointer offset %d is not allowed\n",
12005                         reg_type_str(env, type), reg->off);
12006                 return false;
12007         }
12008
12009         if (smin == S64_MIN) {
12010                 verbose(env, "math between %s pointer and register with unbounded min value is not allowed\n",
12011                         reg_type_str(env, type));
12012                 return false;
12013         }
12014
12015         if (smin >= BPF_MAX_VAR_OFF || smin <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
12016                 verbose(env, "value %lld makes %s pointer be out of bounds\n",
12017                         smin, reg_type_str(env, type));
12018                 return false;
12019         }
12020
12021         return true;
12022 }
12023
12024 enum {
12025         REASON_BOUNDS   = -1,
12026         REASON_TYPE     = -2,
12027         REASON_PATHS    = -3,
12028         REASON_LIMIT    = -4,
12029         REASON_STACK    = -5,
12030 };
12031
12032 static int retrieve_ptr_limit(const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
12033                               u32 *alu_limit, bool mask_to_left)
12034 {
12035         u32 max = 0, ptr_limit = 0;
12036
12037         switch (ptr_reg->type) {
12038         case PTR_TO_STACK:
12039                 /* Offset 0 is out-of-bounds, but acceptable start for the
12040                  * left direction, see BPF_REG_FP. Also, unknown scalar
12041                  * offset where we would need to deal with min/max bounds is
12042                  * currently prohibited for unprivileged.
12043                  */
12044                 max = MAX_BPF_STACK + mask_to_left;
12045                 ptr_limit = -(ptr_reg->var_off.value + ptr_reg->off);
12046                 break;
12047         case PTR_TO_MAP_VALUE:
12048                 max = ptr_reg->map_ptr->value_size;
12049                 ptr_limit = (mask_to_left ?
12050                              ptr_reg->smin_value :
12051                              ptr_reg->umax_value) + ptr_reg->off;
12052                 break;
12053         default:
12054                 return REASON_TYPE;
12055         }
12056
12057         if (ptr_limit >= max)
12058                 return REASON_LIMIT;
12059         *alu_limit = ptr_limit;
12060         return 0;
12061 }
12062
12063 static bool can_skip_alu_sanitation(const struct bpf_verifier_env *env,
12064                                     const struct bpf_insn *insn)
12065 {
12066         return env->bypass_spec_v1 || BPF_SRC(insn->code) == BPF_K;
12067 }
12068
12069 static int update_alu_sanitation_state(struct bpf_insn_aux_data *aux,
12070                                        u32 alu_state, u32 alu_limit)
12071 {
12072         /* If we arrived here from different branches with different
12073          * state or limits to sanitize, then this won't work.
12074          */
12075         if (aux->alu_state &&
12076             (aux->alu_state != alu_state ||
12077              aux->alu_limit != alu_limit))
12078                 return REASON_PATHS;
12079
12080         /* Corresponding fixup done in do_misc_fixups(). */
12081         aux->alu_state = alu_state;
12082         aux->alu_limit = alu_limit;
12083         return 0;
12084 }
12085
12086 static int sanitize_val_alu(struct bpf_verifier_env *env,
12087                             struct bpf_insn *insn)
12088 {
12089         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
12090
12091         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
12092                 return 0;
12093
12094         return update_alu_sanitation_state(aux, BPF_ALU_NON_POINTER, 0);
12095 }
12096
12097 static bool sanitize_needed(u8 opcode)
12098 {
12099         return opcode == BPF_ADD || opcode == BPF_SUB;
12100 }
12101
12102 struct bpf_sanitize_info {
12103         struct bpf_insn_aux_data aux;
12104         bool mask_to_left;
12105 };
12106
12107 static struct bpf_verifier_state *
12108 sanitize_speculative_path(struct bpf_verifier_env *env,
12109                           const struct bpf_insn *insn,
12110                           u32 next_idx, u32 curr_idx)
12111 {
12112         struct bpf_verifier_state *branch;
12113         struct bpf_reg_state *regs;
12114
12115         branch = push_stack(env, next_idx, curr_idx, true);
12116         if (branch && insn) {
12117                 regs = branch->frame[branch->curframe]->regs;
12118                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
12119                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12120                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
12121                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12122                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->src_reg);
12123                 }
12124         }
12125         return branch;
12126 }
12127
12128 static int sanitize_ptr_alu(struct bpf_verifier_env *env,
12129                             struct bpf_insn *insn,
12130                             const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
12131                             const struct bpf_reg_state *off_reg,
12132                             struct bpf_reg_state *dst_reg,
12133                             struct bpf_sanitize_info *info,
12134                             const bool commit_window)
12135 {
12136         struct bpf_insn_aux_data *aux = commit_window ? cur_aux(env) : &info->aux;
12137         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
12138         bool off_is_imm = tnum_is_const(off_reg->var_off);
12139         bool off_is_neg = off_reg->smin_value < 0;
12140         bool ptr_is_dst_reg = ptr_reg == dst_reg;
12141         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12142         u32 alu_state, alu_limit;
12143         struct bpf_reg_state tmp;
12144         bool ret;
12145         int err;
12146
12147         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
12148                 return 0;
12149
12150         /* We already marked aux for masking from non-speculative
12151          * paths, thus we got here in the first place. We only care
12152          * to explore bad access from here.
12153          */
12154         if (vstate->speculative)
12155                 goto do_sim;
12156
12157         if (!commit_window) {
12158                 if (!tnum_is_const(off_reg->var_off) &&
12159                     (off_reg->smin_value < 0) != (off_reg->smax_value < 0))
12160                         return REASON_BOUNDS;
12161
12162                 info->mask_to_left = (opcode == BPF_ADD &&  off_is_neg) ||
12163                                      (opcode == BPF_SUB && !off_is_neg);
12164         }
12165
12166         err = retrieve_ptr_limit(ptr_reg, &alu_limit, info->mask_to_left);
12167         if (err < 0)
12168                 return err;
12169
12170         if (commit_window) {
12171                 /* In commit phase we narrow the masking window based on
12172                  * the observed pointer move after the simulated operation.
12173                  */
12174                 alu_state = info->aux.alu_state;
12175                 alu_limit = abs(info->aux.alu_limit - alu_limit);
12176         } else {
12177                 alu_state  = off_is_neg ? BPF_ALU_NEG_VALUE : 0;
12178                 alu_state |= off_is_imm ? BPF_ALU_IMMEDIATE : 0;
12179                 alu_state |= ptr_is_dst_reg ?
12180                              BPF_ALU_SANITIZE_SRC : BPF_ALU_SANITIZE_DST;
12181
12182                 /* Limit pruning on unknown scalars to enable deep search for
12183                  * potential masking differences from other program paths.
12184                  */
12185                 if (!off_is_imm)
12186                         env->explore_alu_limits = true;
12187         }
12188
12189         err = update_alu_sanitation_state(aux, alu_state, alu_limit);
12190         if (err < 0)
12191                 return err;
12192 do_sim:
12193         /* If we're in commit phase, we're done here given we already
12194          * pushed the truncated dst_reg into the speculative verification
12195          * stack.
12196          *
12197          * Also, when register is a known constant, we rewrite register-based
12198          * operation to immediate-based, and thus do not need masking (and as
12199          * a consequence, do not need to simulate the zero-truncation either).
12200          */
12201         if (commit_window || off_is_imm)
12202                 return 0;
12203
12204         /* Simulate and find potential out-of-bounds access under
12205          * speculative execution from truncation as a result of
12206          * masking when off was not within expected range. If off
12207          * sits in dst, then we temporarily need to move ptr there
12208          * to simulate dst (== 0) +/-= ptr. Needed, for example,
12209          * for cases where we use K-based arithmetic in one direction
12210          * and truncated reg-based in the other in order to explore
12211          * bad access.
12212          */
12213         if (!ptr_is_dst_reg) {
12214                 tmp = *dst_reg;
12215                 copy_register_state(dst_reg, ptr_reg);
12216         }
12217         ret = sanitize_speculative_path(env, NULL, env->insn_idx + 1,
12218                                         env->insn_idx);
12219         if (!ptr_is_dst_reg && ret)
12220                 *dst_reg = tmp;
12221         return !ret ? REASON_STACK : 0;
12222 }
12223
12224 static void sanitize_mark_insn_seen(struct bpf_verifier_env *env)
12225 {
12226         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
12227
12228         /* If we simulate paths under speculation, we don't update the
12229          * insn as 'seen' such that when we verify unreachable paths in
12230          * the non-speculative domain, sanitize_dead_code() can still
12231          * rewrite/sanitize them.
12232          */
12233         if (!vstate->speculative)
12234                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
12235 }
12236
12237 static int sanitize_err(struct bpf_verifier_env *env,
12238                         const struct bpf_insn *insn, int reason,
12239                         const struct bpf_reg_state *off_reg,
12240                         const struct bpf_reg_state *dst_reg)
12241 {
12242         static const char *err = "pointer arithmetic with it prohibited for !root";
12243         const char *op = BPF_OP(insn->code) == BPF_ADD ? "add" : "sub";
12244         u32 dst = insn->dst_reg, src = insn->src_reg;
12245
12246         switch (reason) {
12247         case REASON_BOUNDS:
12248                 verbose(env, "R%d has unknown scalar with mixed signed bounds, %s\n",
12249                         off_reg == dst_reg ? dst : src, err);
12250                 break;
12251         case REASON_TYPE:
12252                 verbose(env, "R%d has pointer with unsupported alu operation, %s\n",
12253                         off_reg == dst_reg ? src : dst, err);
12254                 break;
12255         case REASON_PATHS:
12256                 verbose(env, "R%d tried to %s from different maps, paths or scalars, %s\n",
12257                         dst, op, err);
12258                 break;
12259         case REASON_LIMIT:
12260                 verbose(env, "R%d tried to %s beyond pointer bounds, %s\n",
12261                         dst, op, err);
12262                 break;
12263         case REASON_STACK:
12264                 verbose(env, "R%d could not be pushed for speculative verification, %s\n",
12265                         dst, err);
12266                 break;
12267         default:
12268                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reason (%d)\n",
12269                         reason);
12270                 break;
12271         }
12272
12273         return -EACCES;
12274 }
12275
12276 /* check that stack access falls within stack limits and that 'reg' doesn't
12277  * have a variable offset.
12278  *
12279  * Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity since it
12280  * requires corresponding support in Spectre masking for stack ALU.  See also
12281  * retrieve_ptr_limit().
12282  *
12283  *
12284  * 'off' includes 'reg->off'.
12285  */
12286 static int check_stack_access_for_ptr_arithmetic(
12287                                 struct bpf_verifier_env *env,
12288                                 int regno,
12289                                 const struct bpf_reg_state *reg,
12290                                 int off)
12291 {
12292         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
12293                 char tn_buf[48];
12294
12295                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
12296                 verbose(env, "R%d variable stack access prohibited for !root, var_off=%s off=%d\n",
12297                         regno, tn_buf, off);
12298                 return -EACCES;
12299         }
12300
12301         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK) {
12302                 verbose(env, "R%d stack pointer arithmetic goes out of range, "
12303                         "prohibited for !root; off=%d\n", regno, off);
12304                 return -EACCES;
12305         }
12306
12307         return 0;
12308 }
12309
12310 static int sanitize_check_bounds(struct bpf_verifier_env *env,
12311                                  const struct bpf_insn *insn,
12312                                  const struct bpf_reg_state *dst_reg)
12313 {
12314         u32 dst = insn->dst_reg;
12315
12316         /* For unprivileged we require that resulting offset must be in bounds
12317          * in order to be able to sanitize access later on.
12318          */
12319         if (env->bypass_spec_v1)
12320                 return 0;
12321
12322         switch (dst_reg->type) {
12323         case PTR_TO_STACK:
12324                 if (check_stack_access_for_ptr_arithmetic(env, dst, dst_reg,
12325                                         dst_reg->off + dst_reg->var_off.value))
12326                         return -EACCES;
12327                 break;
12328         case PTR_TO_MAP_VALUE:
12329                 if (check_map_access(env, dst, dst_reg->off, 1, false, ACCESS_HELPER)) {
12330                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic of map value goes out of range, "
12331                                 "prohibited for !root\n", dst);
12332                         return -EACCES;
12333                 }
12334                 break;
12335         default:
12336                 break;
12337         }
12338
12339         return 0;
12340 }
12341
12342 /* Handles arithmetic on a pointer and a scalar: computes new min/max and var_off.
12343  * Caller should also handle BPF_MOV case separately.
12344  * If we return -EACCES, caller may want to try again treating pointer as a
12345  * scalar.  So we only emit a diagnostic if !env->allow_ptr_leaks.
12346  */
12347 static int adjust_ptr_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
12348                                    struct bpf_insn *insn,
12349                                    const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
12350                                    const struct bpf_reg_state *off_reg)
12351 {
12352         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
12353         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
12354         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg;
12355         bool known = tnum_is_const(off_reg->var_off);
12356         s64 smin_val = off_reg->smin_value, smax_val = off_reg->smax_value,
12357             smin_ptr = ptr_reg->smin_value, smax_ptr = ptr_reg->smax_value;
12358         u64 umin_val = off_reg->umin_value, umax_val = off_reg->umax_value,
12359             umin_ptr = ptr_reg->umin_value, umax_ptr = ptr_reg->umax_value;
12360         struct bpf_sanitize_info info = {};
12361         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12362         u32 dst = insn->dst_reg;
12363         int ret;
12364
12365         dst_reg = &regs[dst];
12366
12367         if ((known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
12368             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
12369                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
12370                  * e.g. dead branches.
12371                  */
12372                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12373                 return 0;
12374         }
12375
12376         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
12377                 /* 32-bit ALU ops on pointers produce (meaningless) scalars */
12378                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
12379                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12380                         return 0;
12381                 }
12382
12383                 verbose(env,
12384                         "R%d 32-bit pointer arithmetic prohibited\n",
12385                         dst);
12386                 return -EACCES;
12387         }
12388
12389         if (ptr_reg->type & PTR_MAYBE_NULL) {
12390                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited, null-check it first\n",
12391                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
12392                 return -EACCES;
12393         }
12394
12395         switch (base_type(ptr_reg->type)) {
12396         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
12397                 if (known)
12398                         break;
12399                 fallthrough;
12400         case CONST_PTR_TO_MAP:
12401                 /* smin_val represents the known value */
12402                 if (known && smin_val == 0 && opcode == BPF_ADD)
12403                         break;
12404                 fallthrough;
12405         case PTR_TO_PACKET_END:
12406         case PTR_TO_SOCKET:
12407         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
12408         case PTR_TO_TCP_SOCK:
12409         case PTR_TO_XDP_SOCK:
12410                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited\n",
12411                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
12412                 return -EACCES;
12413         default:
12414                 break;
12415         }
12416
12417         /* In case of 'scalar += pointer', dst_reg inherits pointer type and id.
12418          * The id may be overwritten later if we create a new variable offset.
12419          */
12420         dst_reg->type = ptr_reg->type;
12421         dst_reg->id = ptr_reg->id;
12422
12423         if (!check_reg_sane_offset(env, off_reg, ptr_reg->type) ||
12424             !check_reg_sane_offset(env, ptr_reg, ptr_reg->type))
12425                 return -EINVAL;
12426
12427         /* pointer types do not carry 32-bit bounds at the moment. */
12428         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12429
12430         if (sanitize_needed(opcode)) {
12431                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, off_reg, dst_reg,
12432                                        &info, false);
12433                 if (ret < 0)
12434                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
12435         }
12436
12437         switch (opcode) {
12438         case BPF_ADD:
12439                 /* We can take a fixed offset as long as it doesn't overflow
12440                  * the s32 'off' field
12441                  */
12442                 if (known && (ptr_reg->off + smin_val ==
12443                               (s64)(s32)(ptr_reg->off + smin_val))) {
12444                         /* pointer += K.  Accumulate it into fixed offset */
12445                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
12446                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
12447                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
12448                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
12449                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
12450                         dst_reg->off = ptr_reg->off + smin_val;
12451                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
12452                         break;
12453                 }
12454                 /* A new variable offset is created.  Note that off_reg->off
12455                  * == 0, since it's a scalar.
12456                  * dst_reg gets the pointer type and since some positive
12457                  * integer value was added to the pointer, give it a new 'id'
12458                  * if it's a PTR_TO_PACKET.
12459                  * this creates a new 'base' pointer, off_reg (variable) gets
12460                  * added into the variable offset, and we copy the fixed offset
12461                  * from ptr_reg.
12462                  */
12463                 if (signed_add_overflows(smin_ptr, smin_val) ||
12464                     signed_add_overflows(smax_ptr, smax_val)) {
12465                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12466                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12467                 } else {
12468                         dst_reg->smin_value = smin_ptr + smin_val;
12469                         dst_reg->smax_value = smax_ptr + smax_val;
12470                 }
12471                 if (umin_ptr + umin_val < umin_ptr ||
12472                     umax_ptr + umax_val < umax_ptr) {
12473                         dst_reg->umin_value = 0;
12474                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12475                 } else {
12476                         dst_reg->umin_value = umin_ptr + umin_val;
12477                         dst_reg->umax_value = umax_ptr + umax_val;
12478                 }
12479                 dst_reg->var_off = tnum_add(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
12480                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
12481                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
12482                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
12483                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
12484                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
12485                         memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
12486                 }
12487                 break;
12488         case BPF_SUB:
12489                 if (dst_reg == off_reg) {
12490                         /* scalar -= pointer.  Creates an unknown scalar */
12491                         verbose(env, "R%d tried to subtract pointer from scalar\n",
12492                                 dst);
12493                         return -EACCES;
12494                 }
12495                 /* We don't allow subtraction from FP, because (according to
12496                  * test_verifier.c test "invalid fp arithmetic", JITs might not
12497                  * be able to deal with it.
12498                  */
12499                 if (ptr_reg->type == PTR_TO_STACK) {
12500                         verbose(env, "R%d subtraction from stack pointer prohibited\n",
12501                                 dst);
12502                         return -EACCES;
12503                 }
12504                 if (known && (ptr_reg->off - smin_val ==
12505                               (s64)(s32)(ptr_reg->off - smin_val))) {
12506                         /* pointer -= K.  Subtract it from fixed offset */
12507                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
12508                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
12509                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
12510                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
12511                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
12512                         dst_reg->id = ptr_reg->id;
12513                         dst_reg->off = ptr_reg->off - smin_val;
12514                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
12515                         break;
12516                 }
12517                 /* A new variable offset is created.  If the subtrahend is known
12518                  * nonnegative, then any reg->range we had before is still good.
12519                  */
12520                 if (signed_sub_overflows(smin_ptr, smax_val) ||
12521                     signed_sub_overflows(smax_ptr, smin_val)) {
12522                         /* Overflow possible, we know nothing */
12523                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12524                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12525                 } else {
12526                         dst_reg->smin_value = smin_ptr - smax_val;
12527                         dst_reg->smax_value = smax_ptr - smin_val;
12528                 }
12529                 if (umin_ptr < umax_val) {
12530                         /* Overflow possible, we know nothing */
12531                         dst_reg->umin_value = 0;
12532                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12533                 } else {
12534                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
12535                         dst_reg->umin_value = umin_ptr - umax_val;
12536                         dst_reg->umax_value = umax_ptr - umin_val;
12537                 }
12538                 dst_reg->var_off = tnum_sub(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
12539                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
12540                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
12541                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
12542                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
12543                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
12544                         if (smin_val < 0)
12545                                 memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
12546                 }
12547                 break;
12548         case BPF_AND:
12549         case BPF_OR:
12550         case BPF_XOR:
12551                 /* bitwise ops on pointers are troublesome, prohibit. */
12552                 verbose(env, "R%d bitwise operator %s on pointer prohibited\n",
12553                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
12554                 return -EACCES;
12555         default:
12556                 /* other operators (e.g. MUL,LSH) produce non-pointer results */
12557                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic with %s operator prohibited\n",
12558                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
12559                 return -EACCES;
12560         }
12561
12562         if (!check_reg_sane_offset(env, dst_reg, ptr_reg->type))
12563                 return -EINVAL;
12564         reg_bounds_sync(dst_reg);
12565         if (sanitize_check_bounds(env, insn, dst_reg) < 0)
12566                 return -EACCES;
12567         if (sanitize_needed(opcode)) {
12568                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, dst_reg, off_reg, dst_reg,
12569                                        &info, true);
12570                 if (ret < 0)
12571                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
12572         }
12573
12574         return 0;
12575 }
12576
12577 static void scalar32_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12578                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12579 {
12580         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12581         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
12582         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12583         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12584
12585         if (signed_add32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smin_val) ||
12586             signed_add32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smax_val)) {
12587                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12588                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12589         } else {
12590                 dst_reg->s32_min_value += smin_val;
12591                 dst_reg->s32_max_value += smax_val;
12592         }
12593         if (dst_reg->u32_min_value + umin_val < umin_val ||
12594             dst_reg->u32_max_value + umax_val < umax_val) {
12595                 dst_reg->u32_min_value = 0;
12596                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12597         } else {
12598                 dst_reg->u32_min_value += umin_val;
12599                 dst_reg->u32_max_value += umax_val;
12600         }
12601 }
12602
12603 static void scalar_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12604                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12605 {
12606         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12607         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
12608         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12609         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12610
12611         if (signed_add_overflows(dst_reg->smin_value, smin_val) ||
12612             signed_add_overflows(dst_reg->smax_value, smax_val)) {
12613                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12614                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12615         } else {
12616                 dst_reg->smin_value += smin_val;
12617                 dst_reg->smax_value += smax_val;
12618         }
12619         if (dst_reg->umin_value + umin_val < umin_val ||
12620             dst_reg->umax_value + umax_val < umax_val) {
12621                 dst_reg->umin_value = 0;
12622                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12623         } else {
12624                 dst_reg->umin_value += umin_val;
12625                 dst_reg->umax_value += umax_val;
12626         }
12627 }
12628
12629 static void scalar32_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12630                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12631 {
12632         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12633         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
12634         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12635         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12636
12637         if (signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smax_val) ||
12638             signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smin_val)) {
12639                 /* Overflow possible, we know nothing */
12640                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12641                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12642         } else {
12643                 dst_reg->s32_min_value -= smax_val;
12644                 dst_reg->s32_max_value -= smin_val;
12645         }
12646         if (dst_reg->u32_min_value < umax_val) {
12647                 /* Overflow possible, we know nothing */
12648                 dst_reg->u32_min_value = 0;
12649                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12650         } else {
12651                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
12652                 dst_reg->u32_min_value -= umax_val;
12653                 dst_reg->u32_max_value -= umin_val;
12654         }
12655 }
12656
12657 static void scalar_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12658                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12659 {
12660         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12661         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
12662         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12663         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12664
12665         if (signed_sub_overflows(dst_reg->smin_value, smax_val) ||
12666             signed_sub_overflows(dst_reg->smax_value, smin_val)) {
12667                 /* Overflow possible, we know nothing */
12668                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12669                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12670         } else {
12671                 dst_reg->smin_value -= smax_val;
12672                 dst_reg->smax_value -= smin_val;
12673         }
12674         if (dst_reg->umin_value < umax_val) {
12675                 /* Overflow possible, we know nothing */
12676                 dst_reg->umin_value = 0;
12677                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12678         } else {
12679                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
12680                 dst_reg->umin_value -= umax_val;
12681                 dst_reg->umax_value -= umin_val;
12682         }
12683 }
12684
12685 static void scalar32_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12686                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12687 {
12688         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12689         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12690         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12691
12692         if (smin_val < 0 || dst_reg->s32_min_value < 0) {
12693                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
12694                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12695                 return;
12696         }
12697         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
12698          * copy the result to signed (unless it exceeds S32_MAX).
12699          */
12700         if (umax_val > U16_MAX || dst_reg->u32_max_value > U16_MAX) {
12701                 /* Potential overflow, we know nothing */
12702                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12703                 return;
12704         }
12705         dst_reg->u32_min_value *= umin_val;
12706         dst_reg->u32_max_value *= umax_val;
12707         if (dst_reg->u32_max_value > S32_MAX) {
12708                 /* Overflow possible, we know nothing */
12709                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12710                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12711         } else {
12712                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12713                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12714         }
12715 }
12716
12717 static void scalar_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12718                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12719 {
12720         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12721         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12722         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12723
12724         if (smin_val < 0 || dst_reg->smin_value < 0) {
12725                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
12726                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12727                 return;
12728         }
12729         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
12730          * copy the result to signed (unless it exceeds S64_MAX).
12731          */
12732         if (umax_val > U32_MAX || dst_reg->umax_value > U32_MAX) {
12733                 /* Potential overflow, we know nothing */
12734                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12735                 return;
12736         }
12737         dst_reg->umin_value *= umin_val;
12738         dst_reg->umax_value *= umax_val;
12739         if (dst_reg->umax_value > S64_MAX) {
12740                 /* Overflow possible, we know nothing */
12741                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12742                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12743         } else {
12744                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12745                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12746         }
12747 }
12748
12749 static void scalar32_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12750                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12751 {
12752         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
12753         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
12754         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12755         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12756         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12757
12758         if (src_known && dst_known) {
12759                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
12760                 return;
12761         }
12762
12763         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
12764          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
12765          */
12766         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
12767         dst_reg->u32_max_value = min(dst_reg->u32_max_value, umax_val);
12768         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
12769                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
12770                  * ain't nobody got time for that.
12771                  */
12772                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12773                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12774         } else {
12775                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
12776                  * cast result into s64.
12777                  */
12778                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12779                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12780         }
12781 }
12782
12783 static void scalar_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12784                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12785 {
12786         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
12787         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
12788         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12789         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12790
12791         if (src_known && dst_known) {
12792                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
12793                 return;
12794         }
12795
12796         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
12797          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
12798          */
12799         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
12800         dst_reg->umax_value = min(dst_reg->umax_value, umax_val);
12801         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
12802                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
12803                  * ain't nobody got time for that.
12804                  */
12805                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12806                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12807         } else {
12808                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
12809                  * cast result into s64.
12810                  */
12811                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12812                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12813         }
12814         /* We may learn something more from the var_off */
12815         __update_reg_bounds(dst_reg);
12816 }
12817
12818 static void scalar32_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12819                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
12820 {
12821         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
12822         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
12823         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12824         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12825         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12826
12827         if (src_known && dst_known) {
12828                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
12829                 return;
12830         }
12831
12832         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
12833          * maximum of the operands' minima
12834          */
12835         dst_reg->u32_min_value = max(dst_reg->u32_min_value, umin_val);
12836         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
12837         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
12838                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
12839                  * ain't nobody got time for that.
12840                  */
12841                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12842                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12843         } else {
12844                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
12845                  * cast result into s64.
12846                  */
12847                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12848                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12849         }
12850 }
12851
12852 static void scalar_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12853                               struct bpf_reg_state *src_reg)
12854 {
12855         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
12856         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
12857         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12858         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12859
12860         if (src_known && dst_known) {
12861                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
12862                 return;
12863         }
12864
12865         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
12866          * maximum of the operands' minima
12867          */
12868         dst_reg->umin_value = max(dst_reg->umin_value, umin_val);
12869         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
12870         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
12871                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
12872                  * ain't nobody got time for that.
12873                  */
12874                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12875                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12876         } else {
12877                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
12878                  * cast result into s64.
12879                  */
12880                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12881                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12882         }
12883         /* We may learn something more from the var_off */
12884         __update_reg_bounds(dst_reg);
12885 }
12886
12887 static void scalar32_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12888                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12889 {
12890         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
12891         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
12892         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12893         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12894
12895         if (src_known && dst_known) {
12896                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
12897                 return;
12898         }
12899
12900         /* We get both minimum and maximum from the var32_off. */
12901         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
12902         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
12903
12904         if (dst_reg->s32_min_value >= 0 && smin_val >= 0) {
12905                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
12906                  * so safe to cast u32 result into s32.
12907                  */
12908                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12909                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12910         } else {
12911                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12912                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12913         }
12914 }
12915
12916 static void scalar_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12917                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12918 {
12919         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
12920         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
12921         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12922
12923         if (src_known && dst_known) {
12924                 /* dst_reg->var_off.value has been updated earlier */
12925                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
12926                 return;
12927         }
12928
12929         /* We get both minimum and maximum from the var_off. */
12930         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
12931         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
12932
12933         if (dst_reg->smin_value >= 0 && smin_val >= 0) {
12934                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
12935                  * so safe to cast u64 result into s64.
12936                  */
12937                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12938                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12939         } else {
12940                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12941                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12942         }
12943
12944         __update_reg_bounds(dst_reg);
12945 }
12946
12947 static void __scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12948                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
12949 {
12950         /* We lose all sign bit information (except what we can pick
12951          * up from var_off)
12952          */
12953         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12954         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12955         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
12956         if (umax_val > 31 || dst_reg->u32_max_value > 1ULL << (31 - umax_val)) {
12957                 dst_reg->u32_min_value = 0;
12958                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12959         } else {
12960                 dst_reg->u32_min_value <<= umin_val;
12961                 dst_reg->u32_max_value <<= umax_val;
12962         }
12963 }
12964
12965 static void scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12966                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12967 {
12968         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12969         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12970         /* u32 alu operation will zext upper bits */
12971         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12972
12973         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
12974         dst_reg->var_off = tnum_subreg(tnum_lshift(subreg, umin_val));
12975         /* Not required but being careful mark reg64 bounds as unknown so
12976          * that we are forced to pick them up from tnum and zext later and
12977          * if some path skips this step we are still safe.
12978          */
12979         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12980         __update_reg32_bounds(dst_reg);
12981 }
12982
12983 static void __scalar64_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12984                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
12985 {
12986         /* Special case <<32 because it is a common compiler pattern to sign
12987          * extend subreg by doing <<32 s>>32. In this case if 32bit bounds are
12988          * positive we know this shift will also be positive so we can track
12989          * bounds correctly. Otherwise we lose all sign bit information except
12990          * what we can pick up from var_off. Perhaps we can generalize this
12991          * later to shifts of any length.
12992          */
12993         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_max_value >= 0)
12994                 dst_reg->smax_value = (s64)dst_reg->s32_max_value << 32;
12995         else
12996                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12997
12998         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_min_value >= 0)
12999                 dst_reg->smin_value = (s64)dst_reg->s32_min_value << 32;
13000         else
13001                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
13002
13003         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
13004         if (dst_reg->umax_value > 1ULL << (63 - umax_val)) {
13005                 dst_reg->umin_value = 0;
13006                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
13007         } else {
13008                 dst_reg->umin_value <<= umin_val;
13009                 dst_reg->umax_value <<= umax_val;
13010         }
13011 }
13012
13013 static void scalar_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13014                                struct bpf_reg_state *src_reg)
13015 {
13016         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
13017         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
13018
13019         /* scalar64 calc uses 32bit unshifted bounds so must be called first */
13020         __scalar64_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
13021         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
13022
13023         dst_reg->var_off = tnum_lshift(dst_reg->var_off, umin_val);
13024         /* We may learn something more from the var_off */
13025         __update_reg_bounds(dst_reg);
13026 }
13027
13028 static void scalar32_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13029                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
13030 {
13031         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
13032         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
13033         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
13034
13035         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
13036          * be negative, then either:
13037          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
13038          *    unknown, so we lose our signed bounds
13039          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
13040          *    signed bounds
13041          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
13042          *    about the result
13043          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
13044          * unsigned bounds capture the signed bounds.
13045          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
13046          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
13047          * var_off of the result.
13048          */
13049         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
13050         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
13051
13052         dst_reg->var_off = tnum_rshift(subreg, umin_val);
13053         dst_reg->u32_min_value >>= umax_val;
13054         dst_reg->u32_max_value >>= umin_val;
13055
13056         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
13057         __update_reg32_bounds(dst_reg);
13058 }
13059
13060 static void scalar_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13061                                struct bpf_reg_state *src_reg)
13062 {
13063         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
13064         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
13065
13066         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
13067          * be negative, then either:
13068          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
13069          *    unknown, so we lose our signed bounds
13070          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
13071          *    signed bounds
13072          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
13073          *    about the result
13074          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
13075          * unsigned bounds capture the signed bounds.
13076          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
13077          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
13078          * var_off of the result.
13079          */
13080         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
13081         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
13082         dst_reg->var_off = tnum_rshift(dst_reg->var_off, umin_val);
13083         dst_reg->umin_value >>= umax_val;
13084         dst_reg->umax_value >>= umin_val;
13085
13086         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
13087          * on bits being shifted in. Take easy way out and mark unbounded
13088          * so we can recalculate later from tnum.
13089          */
13090         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
13091         __update_reg_bounds(dst_reg);
13092 }
13093
13094 static void scalar32_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13095                                   struct bpf_reg_state *src_reg)
13096 {
13097         u64 umin_val = src_reg->u32_min_value;
13098
13099         /* Upon reaching here, src_known is true and
13100          * umax_val is equal to umin_val.
13101          */
13102         dst_reg->s32_min_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_min_value) >> umin_val);
13103         dst_reg->s32_max_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_max_value) >> umin_val);
13104
13105         dst_reg->var_off = tnum_arshift(tnum_subreg(dst_reg->var_off), umin_val, 32);
13106
13107         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
13108          * dst_reg var_off to refine the result.
13109          */
13110         dst_reg->u32_min_value = 0;
13111         dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
13112
13113         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
13114         __update_reg32_bounds(dst_reg);
13115 }
13116
13117 static void scalar_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13118                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
13119 {
13120         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
13121
13122         /* Upon reaching here, src_known is true and umax_val is equal
13123          * to umin_val.
13124          */
13125         dst_reg->smin_value >>= umin_val;
13126         dst_reg->smax_value >>= umin_val;
13127
13128         dst_reg->var_off = tnum_arshift(dst_reg->var_off, umin_val, 64);
13129
13130         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
13131          * dst_reg var_off to refine the result.
13132          */
13133         dst_reg->umin_value = 0;
13134         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
13135
13136         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
13137          * on bits being shifted in from upper 32-bits. Take easy way out
13138          * and mark unbounded so we can recalculate later from tnum.
13139          */
13140         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
13141         __update_reg_bounds(dst_reg);
13142 }
13143
13144 /* WARNING: This function does calculations on 64-bit values, but the actual
13145  * execution may occur on 32-bit values. Therefore, things like bitshifts
13146  * need extra checks in the 32-bit case.
13147  */
13148 static int adjust_scalar_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
13149                                       struct bpf_insn *insn,
13150                                       struct bpf_reg_state *dst_reg,
13151                                       struct bpf_reg_state src_reg)
13152 {
13153         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
13154         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
13155         bool src_known;
13156         s64 smin_val, smax_val;
13157         u64 umin_val, umax_val;
13158         s32 s32_min_val, s32_max_val;
13159         u32 u32_min_val, u32_max_val;
13160         u64 insn_bitness = (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) ? 64 : 32;
13161         bool alu32 = (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64);
13162         int ret;
13163
13164         smin_val = src_reg.smin_value;
13165         smax_val = src_reg.smax_value;
13166         umin_val = src_reg.umin_value;
13167         umax_val = src_reg.umax_value;
13168
13169         s32_min_val = src_reg.s32_min_value;
13170         s32_max_val = src_reg.s32_max_value;
13171         u32_min_val = src_reg.u32_min_value;
13172         u32_max_val = src_reg.u32_max_value;
13173
13174         if (alu32) {
13175                 src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg.var_off);
13176                 if ((src_known &&
13177                      (s32_min_val != s32_max_val || u32_min_val != u32_max_val)) ||
13178                     s32_min_val > s32_max_val || u32_min_val > u32_max_val) {
13179                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
13180                          * derived from e.g. dead branches.
13181                          */
13182                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
13183                         return 0;
13184                 }
13185         } else {
13186                 src_known = tnum_is_const(src_reg.var_off);
13187                 if ((src_known &&
13188                      (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
13189                     smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
13190                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
13191                          * derived from e.g. dead branches.
13192                          */
13193                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
13194                         return 0;
13195                 }
13196         }
13197
13198         if (!src_known &&
13199             opcode != BPF_ADD && opcode != BPF_SUB && opcode != BPF_AND) {
13200                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
13201                 return 0;
13202         }
13203
13204         if (sanitize_needed(opcode)) {
13205                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
13206                 if (ret < 0)
13207                         return sanitize_err(env, insn, ret, NULL, NULL);
13208         }
13209
13210         /* Calculate sign/unsigned bounds and tnum for alu32 and alu64 bit ops.
13211          * There are two classes of instructions: The first class we track both
13212          * alu32 and alu64 sign/unsigned bounds independently this provides the
13213          * greatest amount of precision when alu operations are mixed with jmp32
13214          * operations. These operations are BPF_ADD, BPF_SUB, BPF_MUL, BPF_ADD,
13215          * and BPF_OR. This is possible because these ops have fairly easy to
13216          * understand and calculate behavior in both 32-bit and 64-bit alu ops.
13217          * See alu32 verifier tests for examples. The second class of
13218          * operations, BPF_LSH, BPF_RSH, and BPF_ARSH, however are not so easy
13219          * with regards to tracking sign/unsigned bounds because the bits may
13220          * cross subreg boundaries in the alu64 case. When this happens we mark
13221          * the reg unbounded in the subreg bound space and use the resulting
13222          * tnum to calculate an approximation of the sign/unsigned bounds.
13223          */
13224         switch (opcode) {
13225         case BPF_ADD:
13226                 scalar32_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
13227                 scalar_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
13228                 dst_reg->var_off = tnum_add(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
13229                 break;
13230         case BPF_SUB:
13231                 scalar32_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
13232                 scalar_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
13233                 dst_reg->var_off = tnum_sub(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
13234                 break;
13235         case BPF_MUL:
13236                 dst_reg->var_off = tnum_mul(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
13237                 scalar32_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
13238                 scalar_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
13239                 break;
13240         case BPF_AND:
13241                 dst_reg->var_off = tnum_and(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
13242                 scalar32_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
13243                 scalar_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
13244                 break;
13245         case BPF_OR:
13246                 dst_reg->var_off = tnum_or(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
13247                 scalar32_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
13248                 scalar_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
13249                 break;
13250         case BPF_XOR:
13251                 dst_reg->var_off = tnum_xor(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
13252                 scalar32_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
13253                 scalar_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
13254                 break;
13255         case BPF_LSH:
13256                 if (umax_val >= insn_bitness) {
13257                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
13258                          * This includes shifts by a negative number.
13259                          */
13260                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13261                         break;
13262                 }
13263                 if (alu32)
13264                         scalar32_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
13265                 else
13266                         scalar_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
13267                 break;
13268         case BPF_RSH:
13269                 if (umax_val >= insn_bitness) {
13270                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
13271                          * This includes shifts by a negative number.
13272                          */
13273                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13274                         break;
13275                 }
13276                 if (alu32)
13277                         scalar32_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
13278                 else
13279                         scalar_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
13280                 break;
13281         case BPF_ARSH:
13282                 if (umax_val >= insn_bitness) {
13283                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
13284                          * This includes shifts by a negative number.
13285                          */
13286                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13287                         break;
13288                 }
13289                 if (alu32)
13290                         scalar32_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
13291                 else
13292                         scalar_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
13293                 break;
13294         default:
13295                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13296                 break;
13297         }
13298
13299         /* ALU32 ops are zero extended into 64bit register */
13300         if (alu32)
13301                 zext_32_to_64(dst_reg);
13302         reg_bounds_sync(dst_reg);
13303         return 0;
13304 }
13305
13306 /* Handles ALU ops other than BPF_END, BPF_NEG and BPF_MOV: computes new min/max
13307  * and var_off.
13308  */
13309 static int adjust_reg_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
13310                                    struct bpf_insn *insn)
13311 {
13312         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
13313         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
13314         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg, *src_reg;
13315         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, off_reg = {0};
13316         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
13317         int err;
13318
13319         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
13320         src_reg = NULL;
13321         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE)
13322                 ptr_reg = dst_reg;
13323         else
13324                 /* Make sure ID is cleared otherwise dst_reg min/max could be
13325                  * incorrectly propagated into other registers by find_equal_scalars()
13326                  */
13327                 dst_reg->id = 0;
13328         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13329                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
13330                 if (src_reg->type != SCALAR_VALUE) {
13331                         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE) {
13332                                 /* Combining two pointers by any ALU op yields
13333                                  * an arbitrary scalar. Disallow all math except
13334                                  * pointer subtraction
13335                                  */
13336                                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
13337                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13338                                         return 0;
13339                                 }
13340                                 verbose(env, "R%d pointer %s pointer prohibited\n",
13341                                         insn->dst_reg,
13342                                         bpf_alu_string[opcode >> 4]);
13343                                 return -EACCES;
13344                         } else {
13345                                 /* scalar += pointer
13346                                  * This is legal, but we have to reverse our
13347                                  * src/dest handling in computing the range
13348                                  */
13349                                 err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
13350                                 if (err)
13351                                         return err;
13352                                 return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
13353                                                                src_reg, dst_reg);
13354                         }
13355                 } else if (ptr_reg) {
13356                         /* pointer += scalar */
13357                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
13358                         if (err)
13359                                 return err;
13360                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
13361                                                        dst_reg, src_reg);
13362                 } else if (dst_reg->precise) {
13363                         /* if dst_reg is precise, src_reg should be precise as well */
13364                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
13365                         if (err)
13366                                 return err;
13367                 }
13368         } else {
13369                 /* Pretend the src is a reg with a known value, since we only
13370                  * need to be able to read from this state.
13371                  */
13372                 off_reg.type = SCALAR_VALUE;
13373                 __mark_reg_known(&off_reg, insn->imm);
13374                 src_reg = &off_reg;
13375                 if (ptr_reg) /* pointer += K */
13376                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
13377                                                        ptr_reg, src_reg);
13378         }
13379
13380         /* Got here implies adding two SCALAR_VALUEs */
13381         if (WARN_ON_ONCE(ptr_reg)) {
13382                 print_verifier_state(env, state, true);
13383                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected ptr_reg\n");
13384                 return -EINVAL;
13385         }
13386         if (WARN_ON(!src_reg)) {
13387                 print_verifier_state(env, state, true);
13388                 verbose(env, "verifier internal error: no src_reg\n");
13389                 return -EINVAL;
13390         }
13391         return adjust_scalar_min_max_vals(env, insn, dst_reg, *src_reg);
13392 }
13393
13394 /* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
13395 static int check_alu_op(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
13396 {
13397         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
13398         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
13399         int err;
13400
13401         if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
13402                 if (opcode == BPF_NEG) {
13403                         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
13404                             insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
13405                             insn->off != 0 || insn->imm != 0) {
13406                                 verbose(env, "BPF_NEG uses reserved fields\n");
13407                                 return -EINVAL;
13408                         }
13409                 } else {
13410                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
13411                             (insn->imm != 16 && insn->imm != 32 && insn->imm != 64) ||
13412                             (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 &&
13413                              BPF_SRC(insn->code) != BPF_TO_LE)) {
13414                                 verbose(env, "BPF_END uses reserved fields\n");
13415                                 return -EINVAL;
13416                         }
13417                 }
13418
13419                 /* check src operand */
13420                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
13421                 if (err)
13422                         return err;
13423
13424                 if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
13425                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic prohibited\n",
13426                                 insn->dst_reg);
13427                         return -EACCES;
13428                 }
13429
13430                 /* check dest operand */
13431                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
13432                 if (err)
13433                         return err;
13434
13435         } else if (opcode == BPF_MOV) {
13436
13437                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13438                         if (insn->imm != 0) {
13439                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
13440                                 return -EINVAL;
13441                         }
13442
13443                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU) {
13444                                 if (insn->off != 0 && insn->off != 8 && insn->off != 16) {
13445                                         verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
13446                                         return -EINVAL;
13447                                 }
13448                         } else {
13449                                 if (insn->off != 0 && insn->off != 8 && insn->off != 16 &&
13450                                     insn->off != 32) {
13451                                         verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
13452                                         return -EINVAL;
13453                                 }
13454                         }
13455
13456                         /* check src operand */
13457                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
13458                         if (err)
13459                                 return err;
13460                 } else {
13461                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
13462                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
13463                                 return -EINVAL;
13464                         }
13465                 }
13466
13467                 /* check dest operand, mark as required later */
13468                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
13469                 if (err)
13470                         return err;
13471
13472                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13473                         struct bpf_reg_state *src_reg = regs + insn->src_reg;
13474                         struct bpf_reg_state *dst_reg = regs + insn->dst_reg;
13475                         bool need_id = src_reg->type == SCALAR_VALUE && !src_reg->id &&
13476                                        !tnum_is_const(src_reg->var_off);
13477
13478                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
13479                                 if (insn->off == 0) {
13480                                         /* case: R1 = R2
13481                                          * copy register state to dest reg
13482                                          */
13483                                         if (need_id)
13484                                                 /* Assign src and dst registers the same ID
13485                                                  * that will be used by find_equal_scalars()
13486                                                  * to propagate min/max range.
13487                                                  */
13488                                                 src_reg->id = ++env->id_gen;
13489                                         copy_register_state(dst_reg, src_reg);
13490                                         dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
13491                                         dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
13492                                 } else {
13493                                         /* case: R1 = (s8, s16 s32)R2 */
13494                                         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
13495                                                 verbose(env,
13496                                                         "R%d sign-extension part of pointer\n",
13497                                                         insn->src_reg);
13498                                                 return -EACCES;
13499                                         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
13500                                                 bool no_sext;
13501
13502                                                 no_sext = src_reg->umax_value < (1ULL << (insn->off - 1));
13503                                                 if (no_sext && need_id)
13504                                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
13505                                                 copy_register_state(dst_reg, src_reg);
13506                                                 if (!no_sext)
13507                                                         dst_reg->id = 0;
13508                                                 coerce_reg_to_size_sx(dst_reg, insn->off >> 3);
13509                                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
13510                                                 dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
13511                                         } else {
13512                                                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13513                                         }
13514                                 }
13515                         } else {
13516                                 /* R1 = (u32) R2 */
13517                                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
13518                                         verbose(env,
13519                                                 "R%d partial copy of pointer\n",
13520                                                 insn->src_reg);
13521                                         return -EACCES;
13522                                 } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
13523                                         if (insn->off == 0) {
13524                                                 bool is_src_reg_u32 = src_reg->umax_value <= U32_MAX;
13525
13526                                                 if (is_src_reg_u32 && need_id)
13527                                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
13528                                                 copy_register_state(dst_reg, src_reg);
13529                                                 /* Make sure ID is cleared if src_reg is not in u32
13530                                                  * range otherwise dst_reg min/max could be incorrectly
13531                                                  * propagated into src_reg by find_equal_scalars()
13532                                                  */
13533                                                 if (!is_src_reg_u32)
13534                                                         dst_reg->id = 0;
13535                                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
13536                                                 dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
13537                                         } else {
13538                                                 /* case: W1 = (s8, s16)W2 */
13539                                                 bool no_sext = src_reg->umax_value < (1ULL << (insn->off - 1));
13540
13541                                                 if (no_sext && need_id)
13542                                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
13543                                                 copy_register_state(dst_reg, src_reg);
13544                                                 if (!no_sext)
13545                                                         dst_reg->id = 0;
13546                                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
13547                                                 dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
13548                                                 coerce_subreg_to_size_sx(dst_reg, insn->off >> 3);
13549                                         }
13550                                 } else {
13551                                         mark_reg_unknown(env, regs,
13552                                                          insn->dst_reg);
13553                                 }
13554                                 zext_32_to_64(dst_reg);
13555                                 reg_bounds_sync(dst_reg);
13556                         }
13557                 } else {
13558                         /* case: R = imm
13559                          * remember the value we stored into this reg
13560                          */
13561                         /* clear any state __mark_reg_known doesn't set */
13562                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13563                         regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
13564                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
13565                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
13566                                                  insn->imm);
13567                         } else {
13568                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
13569                                                  (u32)insn->imm);
13570                         }
13571                 }
13572
13573         } else if (opcode > BPF_END) {
13574                 verbose(env, "invalid BPF_ALU opcode %x\n", opcode);
13575                 return -EINVAL;
13576
13577         } else {        /* all other ALU ops: and, sub, xor, add, ... */
13578
13579                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13580                         if (insn->imm != 0 || insn->off > 1 ||
13581                             (insn->off == 1 && opcode != BPF_MOD && opcode != BPF_DIV)) {
13582                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
13583                                 return -EINVAL;
13584                         }
13585                         /* check src1 operand */
13586                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
13587                         if (err)
13588                                 return err;
13589                 } else {
13590                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off > 1 ||
13591                             (insn->off == 1 && opcode != BPF_MOD && opcode != BPF_DIV)) {
13592                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
13593                                 return -EINVAL;
13594                         }
13595                 }
13596
13597                 /* check src2 operand */
13598                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
13599                 if (err)
13600                         return err;
13601
13602                 if ((opcode == BPF_MOD || opcode == BPF_DIV) &&
13603                     BPF_SRC(insn->code) == BPF_K && insn->imm == 0) {
13604                         verbose(env, "div by zero\n");
13605                         return -EINVAL;
13606                 }
13607
13608                 if ((opcode == BPF_LSH || opcode == BPF_RSH ||
13609                      opcode == BPF_ARSH) && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
13610                         int size = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ? 64 : 32;
13611
13612                         if (insn->imm < 0 || insn->imm >= size) {
13613                                 verbose(env, "invalid shift %d\n", insn->imm);
13614                                 return -EINVAL;
13615                         }
13616                 }
13617
13618                 /* check dest operand */
13619                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
13620                 if (err)
13621                         return err;
13622
13623                 return adjust_reg_min_max_vals(env, insn);
13624         }
13625
13626         return 0;
13627 }
13628
13629 static void find_good_pkt_pointers(struct bpf_verifier_state *vstate,
13630                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
13631                                    enum bpf_reg_type type,
13632                                    bool range_right_open)
13633 {
13634         struct bpf_func_state *state;
13635         struct bpf_reg_state *reg;
13636         int new_range;
13637
13638         if (dst_reg->off < 0 ||
13639             (dst_reg->off == 0 && range_right_open))
13640                 /* This doesn't give us any range */
13641                 return;
13642
13643         if (dst_reg->umax_value > MAX_PACKET_OFF ||
13644             dst_reg->umax_value + dst_reg->off > MAX_PACKET_OFF)
13645                 /* Risk of overflow.  For instance, ptr + (1<<63) may be less
13646                  * than pkt_end, but that's because it's also less than pkt.
13647                  */
13648                 return;
13649
13650         new_range = dst_reg->off;
13651         if (range_right_open)
13652                 new_range++;
13653
13654         /* Examples for register markings:
13655          *
13656          * pkt_data in dst register:
13657          *
13658          *   r2 = r3;
13659          *   r2 += 8;
13660          *   if (r2 > pkt_end) goto <handle exception>
13661          *   <access okay>
13662          *
13663          *   r2 = r3;
13664          *   r2 += 8;
13665          *   if (r2 < pkt_end) goto <access okay>
13666          *   <handle exception>
13667          *
13668          *   Where:
13669          *     r2 == dst_reg, pkt_end == src_reg
13670          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
13671          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
13672          *
13673          * pkt_data in src register:
13674          *
13675          *   r2 = r3;
13676          *   r2 += 8;
13677          *   if (pkt_end >= r2) goto <access okay>
13678          *   <handle exception>
13679          *
13680          *   r2 = r3;
13681          *   r2 += 8;
13682          *   if (pkt_end <= r2) goto <handle exception>
13683          *   <access okay>
13684          *
13685          *   Where:
13686          *     pkt_end == dst_reg, r2 == src_reg
13687          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
13688          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
13689          *
13690          * Find register r3 and mark its range as r3=pkt(id=n,off=0,r=8)
13691          * or r3=pkt(id=n,off=0,r=8-1), so that range of bytes [r3, r3 + 8)
13692          * and [r3, r3 + 8-1) respectively is safe to access depending on
13693          * the check.
13694          */
13695
13696         /* If our ids match, then we must have the same max_value.  And we
13697          * don't care about the other reg's fixed offset, since if it's too big
13698          * the range won't allow anything.
13699          * dst_reg->off is known < MAX_PACKET_OFF, therefore it fits in a u16.
13700          */
13701         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
13702                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
13703                         /* keep the maximum range already checked */
13704                         reg->range = max(reg->range, new_range);
13705         }));
13706 }
13707
13708 static int is_branch32_taken(struct bpf_reg_state *reg, u32 val, u8 opcode)
13709 {
13710         struct tnum subreg = tnum_subreg(reg->var_off);
13711         s32 sval = (s32)val;
13712
13713         switch (opcode) {
13714         case BPF_JEQ:
13715                 if (tnum_is_const(subreg))
13716                         return !!tnum_equals_const(subreg, val);
13717                 else if (val < reg->u32_min_value || val > reg->u32_max_value)
13718                         return 0;
13719                 break;
13720         case BPF_JNE:
13721                 if (tnum_is_const(subreg))
13722                         return !tnum_equals_const(subreg, val);
13723                 else if (val < reg->u32_min_value || val > reg->u32_max_value)
13724                         return 1;
13725                 break;
13726         case BPF_JSET:
13727                 if ((~subreg.mask & subreg.value) & val)
13728                         return 1;
13729                 if (!((subreg.mask | subreg.value) & val))
13730                         return 0;
13731                 break;
13732         case BPF_JGT:
13733                 if (reg->u32_min_value > val)
13734                         return 1;
13735                 else if (reg->u32_max_value <= val)
13736                         return 0;
13737                 break;
13738         case BPF_JSGT:
13739                 if (reg->s32_min_value > sval)
13740                         return 1;
13741                 else if (reg->s32_max_value <= sval)
13742                         return 0;
13743                 break;
13744         case BPF_JLT:
13745                 if (reg->u32_max_value < val)
13746                         return 1;
13747                 else if (reg->u32_min_value >= val)
13748                         return 0;
13749                 break;
13750         case BPF_JSLT:
13751                 if (reg->s32_max_value < sval)
13752                         return 1;
13753                 else if (reg->s32_min_value >= sval)
13754                         return 0;
13755                 break;
13756         case BPF_JGE:
13757                 if (reg->u32_min_value >= val)
13758                         return 1;
13759                 else if (reg->u32_max_value < val)
13760                         return 0;
13761                 break;
13762         case BPF_JSGE:
13763                 if (reg->s32_min_value >= sval)
13764                         return 1;
13765                 else if (reg->s32_max_value < sval)
13766                         return 0;
13767                 break;
13768         case BPF_JLE:
13769                 if (reg->u32_max_value <= val)
13770                         return 1;
13771                 else if (reg->u32_min_value > val)
13772                         return 0;
13773                 break;
13774         case BPF_JSLE:
13775                 if (reg->s32_max_value <= sval)
13776                         return 1;
13777                 else if (reg->s32_min_value > sval)
13778                         return 0;
13779                 break;
13780         }
13781
13782         return -1;
13783 }
13784
13785
13786 static int is_branch64_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode)
13787 {
13788         s64 sval = (s64)val;
13789
13790         switch (opcode) {
13791         case BPF_JEQ:
13792                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
13793                         return !!tnum_equals_const(reg->var_off, val);
13794                 else if (val < reg->umin_value || val > reg->umax_value)
13795                         return 0;
13796                 break;
13797         case BPF_JNE:
13798                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
13799                         return !tnum_equals_const(reg->var_off, val);
13800                 else if (val < reg->umin_value || val > reg->umax_value)
13801                         return 1;
13802                 break;
13803         case BPF_JSET:
13804                 if ((~reg->var_off.mask & reg->var_off.value) & val)
13805                         return 1;
13806                 if (!((reg->var_off.mask | reg->var_off.value) & val))
13807                         return 0;
13808                 break;
13809         case BPF_JGT:
13810                 if (reg->umin_value > val)
13811                         return 1;
13812                 else if (reg->umax_value <= val)
13813                         return 0;
13814                 break;
13815         case BPF_JSGT:
13816                 if (reg->smin_value > sval)
13817                         return 1;
13818                 else if (reg->smax_value <= sval)
13819                         return 0;
13820                 break;
13821         case BPF_JLT:
13822                 if (reg->umax_value < val)
13823                         return 1;
13824                 else if (reg->umin_value >= val)
13825                         return 0;
13826                 break;
13827         case BPF_JSLT:
13828                 if (reg->smax_value < sval)
13829                         return 1;
13830                 else if (reg->smin_value >= sval)
13831                         return 0;
13832                 break;
13833         case BPF_JGE:
13834                 if (reg->umin_value >= val)
13835                         return 1;
13836                 else if (reg->umax_value < val)
13837                         return 0;
13838                 break;
13839         case BPF_JSGE:
13840                 if (reg->smin_value >= sval)
13841                         return 1;
13842                 else if (reg->smax_value < sval)
13843                         return 0;
13844                 break;
13845         case BPF_JLE:
13846                 if (reg->umax_value <= val)
13847                         return 1;
13848                 else if (reg->umin_value > val)
13849                         return 0;
13850                 break;
13851         case BPF_JSLE:
13852                 if (reg->smax_value <= sval)
13853                         return 1;
13854                 else if (reg->smin_value > sval)
13855                         return 0;
13856                 break;
13857         }
13858
13859         return -1;
13860 }
13861
13862 /* compute branch direction of the expression "if (reg opcode val) goto target;"
13863  * and return:
13864  *  1 - branch will be taken and "goto target" will be executed
13865  *  0 - branch will not be taken and fall-through to next insn
13866  * -1 - unknown. Example: "if (reg < 5)" is unknown when register value
13867  *      range [0,10]
13868  */
13869 static int is_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode,
13870                            bool is_jmp32)
13871 {
13872         if (__is_pointer_value(false, reg)) {
13873                 if (!reg_not_null(reg))
13874                         return -1;
13875
13876                 /* If pointer is valid tests against zero will fail so we can
13877                  * use this to direct branch taken.
13878                  */
13879                 if (val != 0)
13880                         return -1;
13881
13882                 switch (opcode) {
13883                 case BPF_JEQ:
13884                         return 0;
13885                 case BPF_JNE:
13886                         return 1;
13887                 default:
13888                         return -1;
13889                 }
13890         }
13891
13892         if (is_jmp32)
13893                 return is_branch32_taken(reg, val, opcode);
13894         return is_branch64_taken(reg, val, opcode);
13895 }
13896
13897 static int flip_opcode(u32 opcode)
13898 {
13899         /* How can we transform "a <op> b" into "b <op> a"? */
13900         static const u8 opcode_flip[16] = {
13901                 /* these stay the same */
13902                 [BPF_JEQ  >> 4] = BPF_JEQ,
13903                 [BPF_JNE  >> 4] = BPF_JNE,
13904                 [BPF_JSET >> 4] = BPF_JSET,
13905                 /* these swap "lesser" and "greater" (L and G in the opcodes) */
13906                 [BPF_JGE  >> 4] = BPF_JLE,
13907                 [BPF_JGT  >> 4] = BPF_JLT,
13908                 [BPF_JLE  >> 4] = BPF_JGE,
13909                 [BPF_JLT  >> 4] = BPF_JGT,
13910                 [BPF_JSGE >> 4] = BPF_JSLE,
13911                 [BPF_JSGT >> 4] = BPF_JSLT,
13912                 [BPF_JSLE >> 4] = BPF_JSGE,
13913                 [BPF_JSLT >> 4] = BPF_JSGT
13914         };
13915         return opcode_flip[opcode >> 4];
13916 }
13917
13918 static int is_pkt_ptr_branch_taken(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13919                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
13920                                    u8 opcode)
13921 {
13922         struct bpf_reg_state *pkt;
13923
13924         if (src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
13925                 pkt = dst_reg;
13926         } else if (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
13927                 pkt = src_reg;
13928                 opcode = flip_opcode(opcode);
13929         } else {
13930                 return -1;
13931         }
13932
13933         if (pkt->range >= 0)
13934                 return -1;
13935
13936         switch (opcode) {
13937         case BPF_JLE:
13938                 /* pkt <= pkt_end */
13939                 fallthrough;
13940         case BPF_JGT:
13941                 /* pkt > pkt_end */
13942                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END)
13943                         /* pkt has at last one extra byte beyond pkt_end */
13944                         return opcode == BPF_JGT;
13945                 break;
13946         case BPF_JLT:
13947                 /* pkt < pkt_end */
13948                 fallthrough;
13949         case BPF_JGE:
13950                 /* pkt >= pkt_end */
13951                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END || pkt->range == AT_PKT_END)
13952                         return opcode == BPF_JGE;
13953                 break;
13954         }
13955         return -1;
13956 }
13957
13958 /* Adjusts the register min/max values in the case that the dst_reg is the
13959  * variable register that we are working on, and src_reg is a constant or we're
13960  * simply doing a BPF_K check.
13961  * In JEQ/JNE cases we also adjust the var_off values.
13962  */
13963 static void reg_set_min_max(struct bpf_reg_state *true_reg,
13964                             struct bpf_reg_state *false_reg,
13965                             u64 val, u32 val32,
13966                             u8 opcode, bool is_jmp32)
13967 {
13968         struct tnum false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
13969         struct tnum false_64off = false_reg->var_off;
13970         struct tnum true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
13971         struct tnum true_64off = true_reg->var_off;
13972         s64 sval = (s64)val;
13973         s32 sval32 = (s32)val32;
13974
13975         /* If the dst_reg is a pointer, we can't learn anything about its
13976          * variable offset from the compare (unless src_reg were a pointer into
13977          * the same object, but we don't bother with that.
13978          * Since false_reg and true_reg have the same type by construction, we
13979          * only need to check one of them for pointerness.
13980          */
13981         if (__is_pointer_value(false, false_reg))
13982                 return;
13983
13984         switch (opcode) {
13985         /* JEQ/JNE comparison doesn't change the register equivalence.
13986          *
13987          * r1 = r2;
13988          * if (r1 == 42) goto label;
13989          * ...
13990          * label: // here both r1 and r2 are known to be 42.
13991          *
13992          * Hence when marking register as known preserve it's ID.
13993          */
13994         case BPF_JEQ:
13995                 if (is_jmp32) {
13996                         __mark_reg32_known(true_reg, val32);
13997                         true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
13998                 } else {
13999                         ___mark_reg_known(true_reg, val);
14000                         true_64off = true_reg->var_off;
14001                 }
14002                 break;
14003         case BPF_JNE:
14004                 if (is_jmp32) {
14005                         __mark_reg32_known(false_reg, val32);
14006                         false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
14007                 } else {
14008                         ___mark_reg_known(false_reg, val);
14009                         false_64off = false_reg->var_off;
14010                 }
14011                 break;
14012         case BPF_JSET:
14013                 if (is_jmp32) {
14014                         false_32off = tnum_and(false_32off, tnum_const(~val32));
14015                         if (is_power_of_2(val32))
14016                                 true_32off = tnum_or(true_32off,
14017                                                      tnum_const(val32));
14018                 } else {
14019                         false_64off = tnum_and(false_64off, tnum_const(~val));
14020                         if (is_power_of_2(val))
14021                                 true_64off = tnum_or(true_64off,
14022                                                      tnum_const(val));
14023                 }
14024                 break;
14025         case BPF_JGE:
14026         case BPF_JGT:
14027         {
14028                 if (is_jmp32) {
14029                         u32 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val32  : val32 - 1;
14030                         u32 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val32 + 1 : val32;
14031
14032                         false_reg->u32_max_value = min(false_reg->u32_max_value,
14033                                                        false_umax);
14034                         true_reg->u32_min_value = max(true_reg->u32_min_value,
14035                                                       true_umin);
14036                 } else {
14037                         u64 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val    : val - 1;
14038                         u64 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val + 1 : val;
14039
14040                         false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, false_umax);
14041                         true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, true_umin);
14042                 }
14043                 break;
14044         }
14045         case BPF_JSGE:
14046         case BPF_JSGT:
14047         {
14048                 if (is_jmp32) {
14049                         s32 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval32    : sval32 - 1;
14050                         s32 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval32 + 1 : sval32;
14051
14052                         false_reg->s32_max_value = min(false_reg->s32_max_value, false_smax);
14053                         true_reg->s32_min_value = max(true_reg->s32_min_value, true_smin);
14054                 } else {
14055                         s64 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval    : sval - 1;
14056                         s64 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval + 1 : sval;
14057
14058                         false_reg->smax_value = min(false_reg->smax_value, false_smax);
14059                         true_reg->smin_value = max(true_reg->smin_value, true_smin);
14060                 }
14061                 break;
14062         }
14063         case BPF_JLE:
14064         case BPF_JLT:
14065         {
14066                 if (is_jmp32) {
14067                         u32 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val32  : val32 + 1;
14068                         u32 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val32 - 1 : val32;
14069
14070                         false_reg->u32_min_value = max(false_reg->u32_min_value,
14071                                                        false_umin);
14072                         true_reg->u32_max_value = min(true_reg->u32_max_value,
14073                                                       true_umax);
14074                 } else {
14075                         u64 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val    : val + 1;
14076                         u64 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val - 1 : val;
14077
14078                         false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, false_umin);
14079                         true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, true_umax);
14080                 }
14081                 break;
14082         }
14083         case BPF_JSLE:
14084         case BPF_JSLT:
14085         {
14086                 if (is_jmp32) {
14087                         s32 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval32    : sval32 + 1;
14088                         s32 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval32 - 1 : sval32;
14089
14090                         false_reg->s32_min_value = max(false_reg->s32_min_value, false_smin);
14091                         true_reg->s32_max_value = min(true_reg->s32_max_value, true_smax);
14092                 } else {
14093                         s64 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval    : sval + 1;
14094                         s64 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval - 1 : sval;
14095
14096                         false_reg->smin_value = max(false_reg->smin_value, false_smin);
14097                         true_reg->smax_value = min(true_reg->smax_value, true_smax);
14098                 }
14099                 break;
14100         }
14101         default:
14102                 return;
14103         }
14104
14105         if (is_jmp32) {
14106                 false_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(false_64off),
14107                                              tnum_subreg(false_32off));
14108                 true_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(true_64off),
14109                                             tnum_subreg(true_32off));
14110                 __reg_combine_32_into_64(false_reg);
14111                 __reg_combine_32_into_64(true_reg);
14112         } else {
14113                 false_reg->var_off = false_64off;
14114                 true_reg->var_off = true_64off;
14115                 __reg_combine_64_into_32(false_reg);
14116                 __reg_combine_64_into_32(true_reg);
14117         }
14118 }
14119
14120 /* Same as above, but for the case that dst_reg holds a constant and src_reg is
14121  * the variable reg.
14122  */
14123 static void reg_set_min_max_inv(struct bpf_reg_state *true_reg,
14124                                 struct bpf_reg_state *false_reg,
14125                                 u64 val, u32 val32,
14126                                 u8 opcode, bool is_jmp32)
14127 {
14128         opcode = flip_opcode(opcode);
14129         /* This uses zero as "not present in table"; luckily the zero opcode,
14130          * BPF_JA, can't get here.
14131          */
14132         if (opcode)
14133                 reg_set_min_max(true_reg, false_reg, val, val32, opcode, is_jmp32);
14134 }
14135
14136 /* Regs are known to be equal, so intersect their min/max/var_off */
14137 static void __reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *src_reg,
14138                                   struct bpf_reg_state *dst_reg)
14139 {
14140         src_reg->umin_value = dst_reg->umin_value = max(src_reg->umin_value,
14141                                                         dst_reg->umin_value);
14142         src_reg->umax_value = dst_reg->umax_value = min(src_reg->umax_value,
14143                                                         dst_reg->umax_value);
14144         src_reg->smin_value = dst_reg->smin_value = max(src_reg->smin_value,
14145                                                         dst_reg->smin_value);
14146         src_reg->smax_value = dst_reg->smax_value = min(src_reg->smax_value,
14147                                                         dst_reg->smax_value);
14148         src_reg->var_off = dst_reg->var_off = tnum_intersect(src_reg->var_off,
14149                                                              dst_reg->var_off);
14150         reg_bounds_sync(src_reg);
14151         reg_bounds_sync(dst_reg);
14152 }
14153
14154 static void reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *true_src,
14155                                 struct bpf_reg_state *true_dst,
14156                                 struct bpf_reg_state *false_src,
14157                                 struct bpf_reg_state *false_dst,
14158                                 u8 opcode)
14159 {
14160         switch (opcode) {
14161         case BPF_JEQ:
14162                 __reg_combine_min_max(true_src, true_dst);
14163                 break;
14164         case BPF_JNE:
14165                 __reg_combine_min_max(false_src, false_dst);
14166                 break;
14167         }
14168 }
14169
14170 static void mark_ptr_or_null_reg(struct bpf_func_state *state,
14171                                  struct bpf_reg_state *reg, u32 id,
14172                                  bool is_null)
14173 {
14174         if (type_may_be_null(reg->type) && reg->id == id &&
14175             (is_rcu_reg(reg) || !WARN_ON_ONCE(!reg->id))) {
14176                 /* Old offset (both fixed and variable parts) should have been
14177                  * known-zero, because we don't allow pointer arithmetic on
14178                  * pointers that might be NULL. If we see this happening, don't
14179                  * convert the register.
14180                  *
14181                  * But in some cases, some helpers that return local kptrs
14182                  * advance offset for the returned pointer. In those cases, it
14183                  * is fine to expect to see reg->off.
14184                  */
14185                 if (WARN_ON_ONCE(reg->smin_value || reg->smax_value || !tnum_equals_const(reg->var_off, 0)))
14186                         return;
14187                 if (!(type_is_ptr_alloc_obj(reg->type) || type_is_non_owning_ref(reg->type)) &&
14188                     WARN_ON_ONCE(reg->off))
14189                         return;
14190
14191                 if (is_null) {
14192                         reg->type = SCALAR_VALUE;
14193                         /* We don't need id and ref_obj_id from this point
14194                          * onwards anymore, thus we should better reset it,
14195                          * so that state pruning has chances to take effect.
14196                          */
14197                         reg->id = 0;
14198                         reg->ref_obj_id = 0;
14199
14200                         return;
14201                 }
14202
14203                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
14204
14205                 if (!reg_may_point_to_spin_lock(reg)) {
14206                         /* For not-NULL ptr, reg->ref_obj_id will be reset
14207                          * in release_reference().
14208                          *
14209                          * reg->id is still used by spin_lock ptr. Other
14210                          * than spin_lock ptr type, reg->id can be reset.
14211                          */
14212                         reg->id = 0;
14213                 }
14214         }
14215 }
14216
14217 /* The logic is similar to find_good_pkt_pointers(), both could eventually
14218  * be folded together at some point.
14219  */
14220 static void mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, u32 regno,
14221                                   bool is_null)
14222 {
14223         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
14224         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
14225         u32 ref_obj_id = regs[regno].ref_obj_id;
14226         u32 id = regs[regno].id;
14227
14228         if (ref_obj_id && ref_obj_id == id && is_null)
14229                 /* regs[regno] is in the " == NULL" branch.
14230                  * No one could have freed the reference state before
14231                  * doing the NULL check.
14232                  */
14233                 WARN_ON_ONCE(release_reference_state(state, id));
14234
14235         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
14236                 mark_ptr_or_null_reg(state, reg, id, is_null);
14237         }));
14238 }
14239
14240 static bool try_match_pkt_pointers(const struct bpf_insn *insn,
14241                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
14242                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
14243                                    struct bpf_verifier_state *this_branch,
14244                                    struct bpf_verifier_state *other_branch)
14245 {
14246         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_X)
14247                 return false;
14248
14249         /* Pointers are always 64-bit. */
14250         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32)
14251                 return false;
14252
14253         switch (BPF_OP(insn->code)) {
14254         case BPF_JGT:
14255                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
14256                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
14257                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
14258                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
14259                         /* pkt_data' > pkt_end, pkt_meta' > pkt_data */
14260                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
14261                                                dst_reg->type, false);
14262                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, true);
14263                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
14264                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
14265                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
14266                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
14267                         /* pkt_end > pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
14268                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
14269                                                src_reg->type, true);
14270                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, false);
14271                 } else {
14272                         return false;
14273                 }
14274                 break;
14275         case BPF_JLT:
14276                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
14277                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
14278                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
14279                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
14280                         /* pkt_data' < pkt_end, pkt_meta' < pkt_data */
14281                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
14282                                                dst_reg->type, true);
14283                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, false);
14284                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
14285                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
14286                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
14287                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
14288                         /* pkt_end < pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
14289                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
14290                                                src_reg->type, false);
14291                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, true);
14292                 } else {
14293                         return false;
14294                 }
14295                 break;
14296         case BPF_JGE:
14297                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
14298                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
14299                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
14300                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
14301                         /* pkt_data' >= pkt_end, pkt_meta' >= pkt_data */
14302                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
14303                                                dst_reg->type, true);
14304                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, false);
14305                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
14306                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
14307                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
14308                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
14309                         /* pkt_end >= pkt_data', pkt_data >= pkt_meta' */
14310                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
14311                                                src_reg->type, false);
14312                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, true);
14313                 } else {
14314                         return false;
14315                 }
14316                 break;
14317         case BPF_JLE:
14318                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
14319                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
14320                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
14321                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
14322                         /* pkt_data' <= pkt_end, pkt_meta' <= pkt_data */
14323                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
14324                                                dst_reg->type, false);
14325                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, true);
14326                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
14327                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
14328                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
14329                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
14330                         /* pkt_end <= pkt_data', pkt_data <= pkt_meta' */
14331                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
14332                                                src_reg->type, true);
14333                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, false);
14334                 } else {
14335                         return false;
14336                 }
14337                 break;
14338         default:
14339                 return false;
14340         }
14341
14342         return true;
14343 }
14344
14345 static void find_equal_scalars(struct bpf_verifier_state *vstate,
14346                                struct bpf_reg_state *known_reg)
14347 {
14348         struct bpf_func_state *state;
14349         struct bpf_reg_state *reg;
14350
14351         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
14352                 if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
14353                         copy_register_state(reg, known_reg);
14354         }));
14355 }
14356
14357 static int check_cond_jmp_op(struct bpf_verifier_env *env,
14358                              struct bpf_insn *insn, int *insn_idx)
14359 {
14360         struct bpf_verifier_state *this_branch = env->cur_state;
14361         struct bpf_verifier_state *other_branch;
14362         struct bpf_reg_state *regs = this_branch->frame[this_branch->curframe]->regs;
14363         struct bpf_reg_state *dst_reg, *other_branch_regs, *src_reg = NULL;
14364         struct bpf_reg_state *eq_branch_regs;
14365         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
14366         bool is_jmp32;
14367         int pred = -1;
14368         int err;
14369
14370         /* Only conditional jumps are expected to reach here. */
14371         if (opcode == BPF_JA || opcode > BPF_JSLE) {
14372                 verbose(env, "invalid BPF_JMP/JMP32 opcode %x\n", opcode);
14373                 return -EINVAL;
14374         }
14375
14376         /* check src2 operand */
14377         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
14378         if (err)
14379                 return err;
14380
14381         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
14382         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
14383                 if (insn->imm != 0) {
14384                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
14385                         return -EINVAL;
14386                 }
14387
14388                 /* check src1 operand */
14389                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
14390                 if (err)
14391                         return err;
14392
14393                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
14394                 if (!(reg_is_pkt_pointer_any(dst_reg) && reg_is_pkt_pointer_any(src_reg)) &&
14395                     is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
14396                         verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
14397                                 insn->src_reg);
14398                         return -EACCES;
14399                 }
14400         } else {
14401                 if (insn->src_reg != BPF_REG_0) {
14402                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
14403                         return -EINVAL;
14404                 }
14405         }
14406
14407         is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
14408
14409         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
14410                 pred = is_branch_taken(dst_reg, insn->imm, opcode, is_jmp32);
14411         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
14412                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))) {
14413                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
14414                                        tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
14415                                        opcode,
14416                                        is_jmp32);
14417         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
14418                    !is_jmp32 && tnum_is_const(src_reg->var_off)) {
14419                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
14420                                        src_reg->var_off.value,
14421                                        opcode,
14422                                        is_jmp32);
14423         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
14424                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))) {
14425                 pred = is_branch_taken(src_reg,
14426                                        tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
14427                                        flip_opcode(opcode),
14428                                        is_jmp32);
14429         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
14430                    !is_jmp32 && tnum_is_const(dst_reg->var_off)) {
14431                 pred = is_branch_taken(src_reg,
14432                                        dst_reg->var_off.value,
14433                                        flip_opcode(opcode),
14434                                        is_jmp32);
14435         } else if (reg_is_pkt_pointer_any(dst_reg) &&
14436                    reg_is_pkt_pointer_any(src_reg) &&
14437                    !is_jmp32) {
14438                 pred = is_pkt_ptr_branch_taken(dst_reg, src_reg, opcode);
14439         }
14440
14441         if (pred >= 0) {
14442                 /* If we get here with a dst_reg pointer type it is because
14443                  * above is_branch_taken() special cased the 0 comparison.
14444                  */
14445                 if (!__is_pointer_value(false, dst_reg))
14446                         err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
14447                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && !err &&
14448                     !__is_pointer_value(false, src_reg))
14449                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
14450                 if (err)
14451                         return err;
14452         }
14453
14454         if (pred == 1) {
14455                 /* Only follow the goto, ignore fall-through. If needed, push
14456                  * the fall-through branch for simulation under speculative
14457                  * execution.
14458                  */
14459                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
14460                     !sanitize_speculative_path(env, insn, *insn_idx + 1,
14461                                                *insn_idx))
14462                         return -EFAULT;
14463                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
14464                         print_insn_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
14465                 *insn_idx += insn->off;
14466                 return 0;
14467         } else if (pred == 0) {
14468                 /* Only follow the fall-through branch, since that's where the
14469                  * program will go. If needed, push the goto branch for
14470                  * simulation under speculative execution.
14471                  */
14472                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
14473                     !sanitize_speculative_path(env, insn,
14474                                                *insn_idx + insn->off + 1,
14475                                                *insn_idx))
14476                         return -EFAULT;
14477                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
14478                         print_insn_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
14479                 return 0;
14480         }
14481
14482         other_branch = push_stack(env, *insn_idx + insn->off + 1, *insn_idx,
14483                                   false);
14484         if (!other_branch)
14485                 return -EFAULT;
14486         other_branch_regs = other_branch->frame[other_branch->curframe]->regs;
14487
14488         /* detect if we are comparing against a constant value so we can adjust
14489          * our min/max values for our dst register.
14490          * this is only legit if both are scalars (or pointers to the same
14491          * object, I suppose, see the PTR_MAYBE_NULL related if block below),
14492          * because otherwise the different base pointers mean the offsets aren't
14493          * comparable.
14494          */
14495         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
14496                 struct bpf_reg_state *src_reg = &regs[insn->src_reg];
14497
14498                 if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
14499                     src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
14500                         if (tnum_is_const(src_reg->var_off) ||
14501                             (is_jmp32 &&
14502                              tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))))
14503                                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
14504                                                 dst_reg,
14505                                                 src_reg->var_off.value,
14506                                                 tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
14507                                                 opcode, is_jmp32);
14508                         else if (tnum_is_const(dst_reg->var_off) ||
14509                                  (is_jmp32 &&
14510                                   tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))))
14511                                 reg_set_min_max_inv(&other_branch_regs[insn->src_reg],
14512                                                     src_reg,
14513                                                     dst_reg->var_off.value,
14514                                                     tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
14515                                                     opcode, is_jmp32);
14516                         else if (!is_jmp32 &&
14517                                  (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE))
14518                                 /* Comparing for equality, we can combine knowledge */
14519                                 reg_combine_min_max(&other_branch_regs[insn->src_reg],
14520                                                     &other_branch_regs[insn->dst_reg],
14521                                                     src_reg, dst_reg, opcode);
14522                         if (src_reg->id &&
14523                             !WARN_ON_ONCE(src_reg->id != other_branch_regs[insn->src_reg].id)) {
14524                                 find_equal_scalars(this_branch, src_reg);
14525                                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->src_reg]);
14526                         }
14527
14528                 }
14529         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE) {
14530                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
14531                                         dst_reg, insn->imm, (u32)insn->imm,
14532                                         opcode, is_jmp32);
14533         }
14534
14535         if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE && dst_reg->id &&
14536             !WARN_ON_ONCE(dst_reg->id != other_branch_regs[insn->dst_reg].id)) {
14537                 find_equal_scalars(this_branch, dst_reg);
14538                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->dst_reg]);
14539         }
14540
14541         /* if one pointer register is compared to another pointer
14542          * register check if PTR_MAYBE_NULL could be lifted.
14543          * E.g. register A - maybe null
14544          *      register B - not null
14545          * for JNE A, B, ... - A is not null in the false branch;
14546          * for JEQ A, B, ... - A is not null in the true branch.
14547          *
14548          * Since PTR_TO_BTF_ID points to a kernel struct that does
14549          * not need to be null checked by the BPF program, i.e.,
14550          * could be null even without PTR_MAYBE_NULL marking, so
14551          * only propagate nullness when neither reg is that type.
14552          */
14553         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
14554             __is_pointer_value(false, src_reg) && __is_pointer_value(false, dst_reg) &&
14555             type_may_be_null(src_reg->type) != type_may_be_null(dst_reg->type) &&
14556             base_type(src_reg->type) != PTR_TO_BTF_ID &&
14557             base_type(dst_reg->type) != PTR_TO_BTF_ID) {
14558                 eq_branch_regs = NULL;
14559                 switch (opcode) {
14560                 case BPF_JEQ:
14561                         eq_branch_regs = other_branch_regs;
14562                         break;
14563                 case BPF_JNE:
14564                         eq_branch_regs = regs;
14565                         break;
14566                 default:
14567                         /* do nothing */
14568                         break;
14569                 }
14570                 if (eq_branch_regs) {
14571                         if (type_may_be_null(src_reg->type))
14572                                 mark_ptr_not_null_reg(&eq_branch_regs[insn->src_reg]);
14573                         else
14574                                 mark_ptr_not_null_reg(&eq_branch_regs[insn->dst_reg]);
14575                 }
14576         }
14577
14578         /* detect if R == 0 where R is returned from bpf_map_lookup_elem().
14579          * NOTE: these optimizations below are related with pointer comparison
14580          *       which will never be JMP32.
14581          */
14582         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
14583             insn->imm == 0 && (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
14584             type_may_be_null(dst_reg->type)) {
14585                 /* Mark all identical registers in each branch as either
14586                  * safe or unknown depending R == 0 or R != 0 conditional.
14587                  */
14588                 mark_ptr_or_null_regs(this_branch, insn->dst_reg,
14589                                       opcode == BPF_JNE);
14590                 mark_ptr_or_null_regs(other_branch, insn->dst_reg,
14591                                       opcode == BPF_JEQ);
14592         } else if (!try_match_pkt_pointers(insn, dst_reg, &regs[insn->src_reg],
14593                                            this_branch, other_branch) &&
14594                    is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
14595                 verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
14596                         insn->dst_reg);
14597                 return -EACCES;
14598         }
14599         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
14600                 print_insn_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
14601         return 0;
14602 }
14603
14604 /* verify BPF_LD_IMM64 instruction */
14605 static int check_ld_imm(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
14606 {
14607         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
14608         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
14609         struct bpf_reg_state *dst_reg;
14610         struct bpf_map *map;
14611         int err;
14612
14613         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
14614                 verbose(env, "invalid BPF_LD_IMM insn\n");
14615                 return -EINVAL;
14616         }
14617         if (insn->off != 0) {
14618                 verbose(env, "BPF_LD_IMM64 uses reserved fields\n");
14619                 return -EINVAL;
14620         }
14621
14622         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
14623         if (err)
14624                 return err;
14625
14626         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
14627         if (insn->src_reg == 0) {
14628                 u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
14629
14630                 dst_reg->type = SCALAR_VALUE;
14631                 __mark_reg_known(&regs[insn->dst_reg], imm);
14632                 return 0;
14633         }
14634
14635         /* All special src_reg cases are listed below. From this point onwards
14636          * we either succeed and assign a corresponding dst_reg->type after
14637          * zeroing the offset, or fail and reject the program.
14638          */
14639         mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
14640
14641         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
14642                 dst_reg->type = aux->btf_var.reg_type;
14643                 switch (base_type(dst_reg->type)) {
14644                 case PTR_TO_MEM:
14645                         dst_reg->mem_size = aux->btf_var.mem_size;
14646                         break;
14647                 case PTR_TO_BTF_ID:
14648                         dst_reg->btf = aux->btf_var.btf;
14649                         dst_reg->btf_id = aux->btf_var.btf_id;
14650                         break;
14651                 default:
14652                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14653                         return -EFAULT;
14654                 }
14655                 return 0;
14656         }
14657
14658         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
14659                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
14660                 u32 subprogno = find_subprog(env,
14661                                              env->insn_idx + insn->imm + 1);
14662
14663                 if (!aux->func_info) {
14664                         verbose(env, "missing btf func_info\n");
14665                         return -EINVAL;
14666                 }
14667                 if (aux->func_info_aux[subprogno].linkage != BTF_FUNC_STATIC) {
14668                         verbose(env, "callback function not static\n");
14669                         return -EINVAL;
14670                 }
14671
14672                 dst_reg->type = PTR_TO_FUNC;
14673                 dst_reg->subprogno = subprogno;
14674                 return 0;
14675         }
14676
14677         map = env->used_maps[aux->map_index];
14678         dst_reg->map_ptr = map;
14679
14680         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_VALUE ||
14681             insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE) {
14682                 dst_reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
14683                 dst_reg->off = aux->map_off;
14684                 WARN_ON_ONCE(map->max_entries != 1);
14685                 /* We want reg->id to be same (0) as map_value is not distinct */
14686         } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
14687                    insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
14688                 dst_reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
14689         } else {
14690                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14691                 return -EINVAL;
14692         }
14693
14694         return 0;
14695 }
14696
14697 static bool may_access_skb(enum bpf_prog_type type)
14698 {
14699         switch (type) {
14700         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
14701         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
14702         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
14703                 return true;
14704         default:
14705                 return false;
14706         }
14707 }
14708
14709 /* verify safety of LD_ABS|LD_IND instructions:
14710  * - they can only appear in the programs where ctx == skb
14711  * - since they are wrappers of function calls, they scratch R1-R5 registers,
14712  *   preserve R6-R9, and store return value into R0
14713  *
14714  * Implicit input:
14715  *   ctx == skb == R6 == CTX
14716  *
14717  * Explicit input:
14718  *   SRC == any register
14719  *   IMM == 32-bit immediate
14720  *
14721  * Output:
14722  *   R0 - 8/16/32-bit skb data converted to cpu endianness
14723  */
14724 static int check_ld_abs(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
14725 {
14726         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
14727         static const int ctx_reg = BPF_REG_6;
14728         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
14729         int i, err;
14730
14731         if (!may_access_skb(resolve_prog_type(env->prog))) {
14732                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions not allowed for this program type\n");
14733                 return -EINVAL;
14734         }
14735
14736         if (!env->ops->gen_ld_abs) {
14737                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14738                 return -EINVAL;
14739         }
14740
14741         if (insn->dst_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
14742             BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW ||
14743             (mode == BPF_ABS && insn->src_reg != BPF_REG_0)) {
14744                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] uses reserved fields\n");
14745                 return -EINVAL;
14746         }
14747
14748         /* check whether implicit source operand (register R6) is readable */
14749         err = check_reg_arg(env, ctx_reg, SRC_OP);
14750         if (err)
14751                 return err;
14752
14753         /* Disallow usage of BPF_LD_[ABS|IND] with reference tracking, as
14754          * gen_ld_abs() may terminate the program at runtime, leading to
14755          * reference leak.
14756          */
14757         err = check_reference_leak(env);
14758         if (err) {
14759                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be mixed with socket references\n");
14760                 return err;
14761         }
14762
14763         if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
14764                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_spin_lock-ed region\n");
14765                 return -EINVAL;
14766         }
14767
14768         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
14769                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_rcu_read_lock-ed region\n");
14770                 return -EINVAL;
14771         }
14772
14773         if (regs[ctx_reg].type != PTR_TO_CTX) {
14774                 verbose(env,
14775                         "at the time of BPF_LD_ABS|IND R6 != pointer to skb\n");
14776                 return -EINVAL;
14777         }
14778
14779         if (mode == BPF_IND) {
14780                 /* check explicit source operand */
14781                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
14782                 if (err)
14783                         return err;
14784         }
14785
14786         err = check_ptr_off_reg(env, &regs[ctx_reg], ctx_reg);
14787         if (err < 0)
14788                 return err;
14789
14790         /* reset caller saved regs to unreadable */
14791         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
14792                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
14793                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
14794         }
14795
14796         /* mark destination R0 register as readable, since it contains
14797          * the value fetched from the packet.
14798          * Already marked as written above.
14799          */
14800         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
14801         /* ld_abs load up to 32-bit skb data. */
14802         regs[BPF_REG_0].subreg_def = env->insn_idx + 1;
14803         return 0;
14804 }
14805
14806 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env)
14807 {
14808         struct tnum enforce_attach_type_range = tnum_unknown;
14809         const struct bpf_prog *prog = env->prog;
14810         struct bpf_reg_state *reg;
14811         struct tnum range = tnum_range(0, 1), const_0 = tnum_const(0);
14812         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
14813         int err;
14814         struct bpf_func_state *frame = env->cur_state->frame[0];
14815         const bool is_subprog = frame->subprogno;
14816
14817         /* LSM and struct_ops func-ptr's return type could be "void" */
14818         if (!is_subprog) {
14819                 switch (prog_type) {
14820                 case BPF_PROG_TYPE_LSM:
14821                         if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP)
14822                                 /* See below, can be 0 or 0-1 depending on hook. */
14823                                 break;
14824                         fallthrough;
14825                 case BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS:
14826                         if (!prog->aux->attach_func_proto->type)
14827                                 return 0;
14828                         break;
14829                 default:
14830                         break;
14831                 }
14832         }
14833
14834         /* eBPF calling convention is such that R0 is used
14835          * to return the value from eBPF program.
14836          * Make sure that it's readable at this time
14837          * of bpf_exit, which means that program wrote
14838          * something into it earlier
14839          */
14840         err = check_reg_arg(env, BPF_REG_0, SRC_OP);
14841         if (err)
14842                 return err;
14843
14844         if (is_pointer_value(env, BPF_REG_0)) {
14845                 verbose(env, "R0 leaks addr as return value\n");
14846                 return -EACCES;
14847         }
14848
14849         reg = cur_regs(env) + BPF_REG_0;
14850
14851         if (frame->in_async_callback_fn) {
14852                 /* enforce return zero from async callbacks like timer */
14853                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
14854                         verbose(env, "In async callback the register R0 is not a known value (%s)\n",
14855                                 reg_type_str(env, reg->type));
14856                         return -EINVAL;
14857                 }
14858
14859                 if (!tnum_in(const_0, reg->var_off)) {
14860                         verbose_invalid_scalar(env, reg, &const_0, "async callback", "R0");
14861                         return -EINVAL;
14862                 }
14863                 return 0;
14864         }
14865
14866         if (is_subprog) {
14867                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
14868                         verbose(env, "At subprogram exit the register R0 is not a scalar value (%s)\n",
14869                                 reg_type_str(env, reg->type));
14870                         return -EINVAL;
14871                 }
14872                 return 0;
14873         }
14874
14875         switch (prog_type) {
14876         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR:
14877                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP4_RECVMSG ||
14878                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP6_RECVMSG ||
14879                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETPEERNAME ||
14880                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETPEERNAME ||
14881                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETSOCKNAME ||
14882                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETSOCKNAME)
14883                         range = tnum_range(1, 1);
14884                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_BIND ||
14885                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_BIND)
14886                         range = tnum_range(0, 3);
14887                 break;
14888         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
14889                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET_EGRESS) {
14890                         range = tnum_range(0, 3);
14891                         enforce_attach_type_range = tnum_range(2, 3);
14892                 }
14893                 break;
14894         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK:
14895         case BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS:
14896         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE:
14897         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SYSCTL:
14898         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
14899                 break;
14900         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
14901                 if (!env->prog->aux->attach_btf_id)
14902                         return 0;
14903                 range = tnum_const(0);
14904                 break;
14905         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
14906                 switch (env->prog->expected_attach_type) {
14907                 case BPF_TRACE_FENTRY:
14908                 case BPF_TRACE_FEXIT:
14909                         range = tnum_const(0);
14910                         break;
14911                 case BPF_TRACE_RAW_TP:
14912                 case BPF_MODIFY_RETURN:
14913                         return 0;
14914                 case BPF_TRACE_ITER:
14915                         break;
14916                 default:
14917                         return -ENOTSUPP;
14918                 }
14919                 break;
14920         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
14921                 range = tnum_range(SK_DROP, SK_PASS);
14922                 break;
14923
14924         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
14925                 if (env->prog->expected_attach_type != BPF_LSM_CGROUP) {
14926                         /* Regular BPF_PROG_TYPE_LSM programs can return
14927                          * any value.
14928                          */
14929                         return 0;
14930                 }
14931                 if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
14932                         /* Make sure programs that attach to void
14933                          * hooks don't try to modify return value.
14934                          */
14935                         range = tnum_range(1, 1);
14936                 }
14937                 break;
14938
14939         case BPF_PROG_TYPE_NETFILTER:
14940                 range = tnum_range(NF_DROP, NF_ACCEPT);
14941                 break;
14942         case BPF_PROG_TYPE_EXT:
14943                 /* freplace program can return anything as its return value
14944                  * depends on the to-be-replaced kernel func or bpf program.
14945                  */
14946         default:
14947                 return 0;
14948         }
14949
14950         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
14951                 verbose(env, "At program exit the register R0 is not a known value (%s)\n",
14952                         reg_type_str(env, reg->type));
14953                 return -EINVAL;
14954         }
14955
14956         if (!tnum_in(range, reg->var_off)) {
14957                 verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "program exit", "R0");
14958                 if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP &&
14959                     prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
14960                     !prog->aux->attach_func_proto->type)
14961                         verbose(env, "Note, BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
14962                 return -EINVAL;
14963         }
14964
14965         if (!tnum_is_unknown(enforce_attach_type_range) &&
14966             tnum_in(enforce_attach_type_range, reg->var_off))
14967                 env->prog->enforce_expected_attach_type = 1;
14968         return 0;
14969 }
14970
14971 /* non-recursive DFS pseudo code
14972  * 1  procedure DFS-iterative(G,v):
14973  * 2      label v as discovered
14974  * 3      let S be a stack
14975  * 4      S.push(v)
14976  * 5      while S is not empty
14977  * 6            t <- S.peek()
14978  * 7            if t is what we're looking for:
14979  * 8                return t
14980  * 9            for all edges e in G.adjacentEdges(t) do
14981  * 10               if edge e is already labelled
14982  * 11                   continue with the next edge
14983  * 12               w <- G.adjacentVertex(t,e)
14984  * 13               if vertex w is not discovered and not explored
14985  * 14                   label e as tree-edge
14986  * 15                   label w as discovered
14987  * 16                   S.push(w)
14988  * 17                   continue at 5
14989  * 18               else if vertex w is discovered
14990  * 19                   label e as back-edge
14991  * 20               else
14992  * 21                   // vertex w is explored
14993  * 22                   label e as forward- or cross-edge
14994  * 23           label t as explored
14995  * 24           S.pop()
14996  *
14997  * convention:
14998  * 0x10 - discovered
14999  * 0x11 - discovered and fall-through edge labelled
15000  * 0x12 - discovered and fall-through and branch edges labelled
15001  * 0x20 - explored
15002  */
15003
15004 enum {
15005         DISCOVERED = 0x10,
15006         EXPLORED = 0x20,
15007         FALLTHROUGH = 1,
15008         BRANCH = 2,
15009 };
15010
15011 static void mark_prune_point(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
15012 {
15013         env->insn_aux_data[idx].prune_point = true;
15014 }
15015
15016 static bool is_prune_point(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
15017 {
15018         return env->insn_aux_data[insn_idx].prune_point;
15019 }
15020
15021 static void mark_force_checkpoint(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
15022 {
15023         env->insn_aux_data[idx].force_checkpoint = true;
15024 }
15025
15026 static bool is_force_checkpoint(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
15027 {
15028         return env->insn_aux_data[insn_idx].force_checkpoint;
15029 }
15030
15031
15032 enum {
15033         DONE_EXPLORING = 0,
15034         KEEP_EXPLORING = 1,
15035 };
15036
15037 /* t, w, e - match pseudo-code above:
15038  * t - index of current instruction
15039  * w - next instruction
15040  * e - edge
15041  */
15042 static int push_insn(int t, int w, int e, struct bpf_verifier_env *env)
15043 {
15044         int *insn_stack = env->cfg.insn_stack;
15045         int *insn_state = env->cfg.insn_state;
15046
15047         if (e == FALLTHROUGH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | FALLTHROUGH))
15048                 return DONE_EXPLORING;
15049
15050         if (e == BRANCH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | BRANCH))
15051                 return DONE_EXPLORING;
15052
15053         if (w < 0 || w >= env->prog->len) {
15054                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
15055                 verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", t, w);
15056                 return -EINVAL;
15057         }
15058
15059         if (e == BRANCH) {
15060                 /* mark branch target for state pruning */
15061                 mark_prune_point(env, w);
15062                 mark_jmp_point(env, w);
15063         }
15064
15065         if (insn_state[w] == 0) {
15066                 /* tree-edge */
15067                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
15068                 insn_state[w] = DISCOVERED;
15069                 if (env->cfg.cur_stack >= env->prog->len)
15070                         return -E2BIG;
15071                 insn_stack[env->cfg.cur_stack++] = w;
15072                 return KEEP_EXPLORING;
15073         } else if ((insn_state[w] & 0xF0) == DISCOVERED) {
15074                 if (env->bpf_capable)
15075                         return DONE_EXPLORING;
15076                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
15077                 verbose_linfo(env, w, "%d: ", w);
15078                 verbose(env, "back-edge from insn %d to %d\n", t, w);
15079                 return -EINVAL;
15080         } else if (insn_state[w] == EXPLORED) {
15081                 /* forward- or cross-edge */
15082                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
15083         } else {
15084                 verbose(env, "insn state internal bug\n");
15085                 return -EFAULT;
15086         }
15087         return DONE_EXPLORING;
15088 }
15089
15090 static int visit_func_call_insn(int t, struct bpf_insn *insns,
15091                                 struct bpf_verifier_env *env,
15092                                 bool visit_callee)
15093 {
15094         int ret, insn_sz;
15095
15096         insn_sz = bpf_is_ldimm64(&insns[t]) ? 2 : 1;
15097         ret = push_insn(t, t + insn_sz, FALLTHROUGH, env);
15098         if (ret)
15099                 return ret;
15100
15101         mark_prune_point(env, t + insn_sz);
15102         /* when we exit from subprog, we need to record non-linear history */
15103         mark_jmp_point(env, t + insn_sz);
15104
15105         if (visit_callee) {
15106                 mark_prune_point(env, t);
15107                 ret = push_insn(t, t + insns[t].imm + 1, BRANCH, env);
15108         }
15109         return ret;
15110 }
15111
15112 /* Visits the instruction at index t and returns one of the following:
15113  *  < 0 - an error occurred
15114  *  DONE_EXPLORING - the instruction was fully explored
15115  *  KEEP_EXPLORING - there is still work to be done before it is fully explored
15116  */
15117 static int visit_insn(int t, struct bpf_verifier_env *env)
15118 {
15119         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi, *insn = &insns[t];
15120         int ret, off, insn_sz;
15121
15122         if (bpf_pseudo_func(insn))
15123                 return visit_func_call_insn(t, insns, env, true);
15124
15125         /* All non-branch instructions have a single fall-through edge. */
15126         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_JMP &&
15127             BPF_CLASS(insn->code) != BPF_JMP32) {
15128                 insn_sz = bpf_is_ldimm64(insn) ? 2 : 1;
15129                 return push_insn(t, t + insn_sz, FALLTHROUGH, env);
15130         }
15131
15132         switch (BPF_OP(insn->code)) {
15133         case BPF_EXIT:
15134                 return DONE_EXPLORING;
15135
15136         case BPF_CALL:
15137                 if (insn->src_reg == 0 && insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback)
15138                         /* Mark this call insn as a prune point to trigger
15139                          * is_state_visited() check before call itself is
15140                          * processed by __check_func_call(). Otherwise new
15141                          * async state will be pushed for further exploration.
15142                          */
15143                         mark_prune_point(env, t);
15144                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
15145                         struct bpf_kfunc_call_arg_meta meta;
15146
15147                         ret = fetch_kfunc_meta(env, insn, &meta, NULL);
15148                         if (ret == 0 && is_iter_next_kfunc(&meta)) {
15149                                 mark_prune_point(env, t);
15150                                 /* Checking and saving state checkpoints at iter_next() call
15151                                  * is crucial for fast convergence of open-coded iterator loop
15152                                  * logic, so we need to force it. If we don't do that,
15153                                  * is_state_visited() might skip saving a checkpoint, causing
15154                                  * unnecessarily long sequence of not checkpointed
15155                                  * instructions and jumps, leading to exhaustion of jump
15156                                  * history buffer, and potentially other undesired outcomes.
15157                                  * It is expected that with correct open-coded iterators
15158                                  * convergence will happen quickly, so we don't run a risk of
15159                                  * exhausting memory.
15160                                  */
15161                                 mark_force_checkpoint(env, t);
15162                         }
15163                 }
15164                 return visit_func_call_insn(t, insns, env, insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL);
15165
15166         case BPF_JA:
15167                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K)
15168                         return -EINVAL;
15169
15170                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP)
15171                         off = insn->off;
15172                 else
15173                         off = insn->imm;
15174
15175                 /* unconditional jump with single edge */
15176                 ret = push_insn(t, t + off + 1, FALLTHROUGH, env);
15177                 if (ret)
15178                         return ret;
15179
15180                 mark_prune_point(env, t + off + 1);
15181                 mark_jmp_point(env, t + off + 1);
15182
15183                 return ret;
15184
15185         default:
15186                 /* conditional jump with two edges */
15187                 mark_prune_point(env, t);
15188
15189                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env);
15190                 if (ret)
15191                         return ret;
15192
15193                 return push_insn(t, t + insn->off + 1, BRANCH, env);
15194         }
15195 }
15196
15197 /* non-recursive depth-first-search to detect loops in BPF program
15198  * loop == back-edge in directed graph
15199  */
15200 static int check_cfg(struct bpf_verifier_env *env)
15201 {
15202         int insn_cnt = env->prog->len;
15203         int *insn_stack, *insn_state;
15204         int ret = 0;
15205         int i;
15206
15207         insn_state = env->cfg.insn_state = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
15208         if (!insn_state)
15209                 return -ENOMEM;
15210
15211         insn_stack = env->cfg.insn_stack = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
15212         if (!insn_stack) {
15213                 kvfree(insn_state);
15214                 return -ENOMEM;
15215         }
15216
15217         insn_state[0] = DISCOVERED; /* mark 1st insn as discovered */
15218         insn_stack[0] = 0; /* 0 is the first instruction */
15219         env->cfg.cur_stack = 1;
15220
15221         while (env->cfg.cur_stack > 0) {
15222                 int t = insn_stack[env->cfg.cur_stack - 1];
15223
15224                 ret = visit_insn(t, env);
15225                 switch (ret) {
15226                 case DONE_EXPLORING:
15227                         insn_state[t] = EXPLORED;
15228                         env->cfg.cur_stack--;
15229                         break;
15230                 case KEEP_EXPLORING:
15231                         break;
15232                 default:
15233                         if (ret > 0) {
15234                                 verbose(env, "visit_insn internal bug\n");
15235                                 ret = -EFAULT;
15236                         }
15237                         goto err_free;
15238                 }
15239         }
15240
15241         if (env->cfg.cur_stack < 0) {
15242                 verbose(env, "pop stack internal bug\n");
15243                 ret = -EFAULT;
15244                 goto err_free;
15245         }
15246
15247         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
15248                 struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[i];
15249
15250                 if (insn_state[i] != EXPLORED) {
15251                         verbose(env, "unreachable insn %d\n", i);
15252                         ret = -EINVAL;
15253                         goto err_free;
15254                 }
15255                 if (bpf_is_ldimm64(insn)) {
15256                         if (insn_state[i + 1] != 0) {
15257                                 verbose(env, "jump into the middle of ldimm64 insn %d\n", i);
15258                                 ret = -EINVAL;
15259                                 goto err_free;
15260                         }
15261                         i++; /* skip second half of ldimm64 */
15262                 }
15263         }
15264         ret = 0; /* cfg looks good */
15265
15266 err_free:
15267         kvfree(insn_state);
15268         kvfree(insn_stack);
15269         env->cfg.insn_state = env->cfg.insn_stack = NULL;
15270         return ret;
15271 }
15272
15273 static int check_abnormal_return(struct bpf_verifier_env *env)
15274 {
15275         int i;
15276
15277         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
15278                 if (env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
15279                         verbose(env, "LD_ABS is not allowed in subprogs without BTF\n");
15280                         return -EINVAL;
15281                 }
15282                 if (env->subprog_info[i].has_tail_call) {
15283                         verbose(env, "tail_call is not allowed in subprogs without BTF\n");
15284                         return -EINVAL;
15285                 }
15286         }
15287         return 0;
15288 }
15289
15290 /* The minimum supported BTF func info size */
15291 #define MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE   8
15292 #define MAX_FUNCINFO_REC_SIZE   252
15293
15294 static int check_btf_func(struct bpf_verifier_env *env,
15295                           const union bpf_attr *attr,
15296                           bpfptr_t uattr)
15297 {
15298         const struct btf_type *type, *func_proto, *ret_type;
15299         u32 i, nfuncs, urec_size, min_size;
15300         u32 krec_size = sizeof(struct bpf_func_info);
15301         struct bpf_func_info *krecord;
15302         struct bpf_func_info_aux *info_aux = NULL;
15303         struct bpf_prog *prog;
15304         const struct btf *btf;
15305         bpfptr_t urecord;
15306         u32 prev_offset = 0;
15307         bool scalar_return;
15308         int ret = -ENOMEM;
15309
15310         nfuncs = attr->func_info_cnt;
15311         if (!nfuncs) {
15312                 if (check_abnormal_return(env))
15313                         return -EINVAL;
15314                 return 0;
15315         }
15316
15317         if (nfuncs != env->subprog_cnt) {
15318                 verbose(env, "number of funcs in func_info doesn't match number of subprogs\n");
15319                 return -EINVAL;
15320         }
15321
15322         urec_size = attr->func_info_rec_size;
15323         if (urec_size < MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE ||
15324             urec_size > MAX_FUNCINFO_REC_SIZE ||
15325             urec_size % sizeof(u32)) {
15326                 verbose(env, "invalid func info rec size %u\n", urec_size);
15327                 return -EINVAL;
15328         }
15329
15330         prog = env->prog;
15331         btf = prog->aux->btf;
15332
15333         urecord = make_bpfptr(attr->func_info, uattr.is_kernel);
15334         min_size = min_t(u32, krec_size, urec_size);
15335
15336         krecord = kvcalloc(nfuncs, krec_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
15337         if (!krecord)
15338                 return -ENOMEM;
15339         info_aux = kcalloc(nfuncs, sizeof(*info_aux), GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
15340         if (!info_aux)
15341                 goto err_free;
15342
15343         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
15344                 ret = bpf_check_uarg_tail_zero(urecord, krec_size, urec_size);
15345                 if (ret) {
15346                         if (ret == -E2BIG) {
15347                                 verbose(env, "nonzero tailing record in func info");
15348                                 /* set the size kernel expects so loader can zero
15349                                  * out the rest of the record.
15350                                  */
15351                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
15352                                                           offsetof(union bpf_attr, func_info_rec_size),
15353                                                           &min_size, sizeof(min_size)))
15354                                         ret = -EFAULT;
15355                         }
15356                         goto err_free;
15357                 }
15358
15359                 if (copy_from_bpfptr(&krecord[i], urecord, min_size)) {
15360                         ret = -EFAULT;
15361                         goto err_free;
15362                 }
15363
15364                 /* check insn_off */
15365                 ret = -EINVAL;
15366                 if (i == 0) {
15367                         if (krecord[i].insn_off) {
15368                                 verbose(env,
15369                                         "nonzero insn_off %u for the first func info record",
15370                                         krecord[i].insn_off);
15371                                 goto err_free;
15372                         }
15373                 } else if (krecord[i].insn_off <= prev_offset) {
15374                         verbose(env,
15375                                 "same or smaller insn offset (%u) than previous func info record (%u)",
15376                                 krecord[i].insn_off, prev_offset);
15377                         goto err_free;
15378                 }
15379
15380                 if (env->subprog_info[i].start != krecord[i].insn_off) {
15381                         verbose(env, "func_info BTF section doesn't match subprog layout in BPF program\n");
15382                         goto err_free;
15383                 }
15384
15385                 /* check type_id */
15386                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
15387                 if (!type || !btf_type_is_func(type)) {
15388                         verbose(env, "invalid type id %d in func info",
15389                                 krecord[i].type_id);
15390                         goto err_free;
15391                 }
15392                 info_aux[i].linkage = BTF_INFO_VLEN(type->info);
15393
15394                 func_proto = btf_type_by_id(btf, type->type);
15395                 if (unlikely(!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)))
15396                         /* btf_func_check() already verified it during BTF load */
15397                         goto err_free;
15398                 ret_type = btf_type_skip_modifiers(btf, func_proto->type, NULL);
15399                 scalar_return =
15400                         btf_type_is_small_int(ret_type) || btf_is_any_enum(ret_type);
15401                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
15402                         verbose(env, "LD_ABS is only allowed in functions that return 'int'.\n");
15403                         goto err_free;
15404                 }
15405                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_tail_call) {
15406                         verbose(env, "tail_call is only allowed in functions that return 'int'.\n");
15407                         goto err_free;
15408                 }
15409
15410                 prev_offset = krecord[i].insn_off;
15411                 bpfptr_add(&urecord, urec_size);
15412         }
15413
15414         prog->aux->func_info = krecord;
15415         prog->aux->func_info_cnt = nfuncs;
15416         prog->aux->func_info_aux = info_aux;
15417         return 0;
15418
15419 err_free:
15420         kvfree(krecord);
15421         kfree(info_aux);
15422         return ret;
15423 }
15424
15425 static void adjust_btf_func(struct bpf_verifier_env *env)
15426 {
15427         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
15428         int i;
15429
15430         if (!aux->func_info)
15431                 return;
15432
15433         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
15434                 aux->func_info[i].insn_off = env->subprog_info[i].start;
15435 }
15436
15437 #define MIN_BPF_LINEINFO_SIZE   offsetofend(struct bpf_line_info, line_col)
15438 #define MAX_LINEINFO_REC_SIZE   MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
15439
15440 static int check_btf_line(struct bpf_verifier_env *env,
15441                           const union bpf_attr *attr,
15442                           bpfptr_t uattr)
15443 {
15444         u32 i, s, nr_linfo, ncopy, expected_size, rec_size, prev_offset = 0;
15445         struct bpf_subprog_info *sub;
15446         struct bpf_line_info *linfo;
15447         struct bpf_prog *prog;
15448         const struct btf *btf;
15449         bpfptr_t ulinfo;
15450         int err;
15451
15452         nr_linfo = attr->line_info_cnt;
15453         if (!nr_linfo)
15454                 return 0;
15455         if (nr_linfo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_line_info))
15456                 return -EINVAL;
15457
15458         rec_size = attr->line_info_rec_size;
15459         if (rec_size < MIN_BPF_LINEINFO_SIZE ||
15460             rec_size > MAX_LINEINFO_REC_SIZE ||
15461             rec_size & (sizeof(u32) - 1))
15462                 return -EINVAL;
15463
15464         /* Need to zero it in case the userspace may
15465          * pass in a smaller bpf_line_info object.
15466          */
15467         linfo = kvcalloc(nr_linfo, sizeof(struct bpf_line_info),
15468                          GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
15469         if (!linfo)
15470                 return -ENOMEM;
15471
15472         prog = env->prog;
15473         btf = prog->aux->btf;
15474
15475         s = 0;
15476         sub = env->subprog_info;
15477         ulinfo = make_bpfptr(attr->line_info, uattr.is_kernel);
15478         expected_size = sizeof(struct bpf_line_info);
15479         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
15480         for (i = 0; i < nr_linfo; i++) {
15481                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(ulinfo, expected_size, rec_size);
15482                 if (err) {
15483                         if (err == -E2BIG) {
15484                                 verbose(env, "nonzero tailing record in line_info");
15485                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
15486                                                           offsetof(union bpf_attr, line_info_rec_size),
15487                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
15488                                         err = -EFAULT;
15489                         }
15490                         goto err_free;
15491                 }
15492
15493                 if (copy_from_bpfptr(&linfo[i], ulinfo, ncopy)) {
15494                         err = -EFAULT;
15495                         goto err_free;
15496                 }
15497
15498                 /*
15499                  * Check insn_off to ensure
15500                  * 1) strictly increasing AND
15501                  * 2) bounded by prog->len
15502                  *
15503                  * The linfo[0].insn_off == 0 check logically falls into
15504                  * the later "missing bpf_line_info for func..." case
15505                  * because the first linfo[0].insn_off must be the
15506                  * first sub also and the first sub must have
15507                  * subprog_info[0].start == 0.
15508                  */
15509                 if ((i && linfo[i].insn_off <= prev_offset) ||
15510                     linfo[i].insn_off >= prog->len) {
15511                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].insn_off:%u (prev_offset:%u prog->len:%u)\n",
15512                                 i, linfo[i].insn_off, prev_offset,
15513                                 prog->len);
15514                         err = -EINVAL;
15515                         goto err_free;
15516                 }
15517
15518                 if (!prog->insnsi[linfo[i].insn_off].code) {
15519                         verbose(env,
15520                                 "Invalid insn code at line_info[%u].insn_off\n",
15521                                 i);
15522                         err = -EINVAL;
15523                         goto err_free;
15524                 }
15525
15526                 if (!btf_name_by_offset(btf, linfo[i].line_off) ||
15527                     !btf_name_by_offset(btf, linfo[i].file_name_off)) {
15528                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].line_off or .file_name_off\n", i);
15529                         err = -EINVAL;
15530                         goto err_free;
15531                 }
15532
15533                 if (s != env->subprog_cnt) {
15534                         if (linfo[i].insn_off == sub[s].start) {
15535                                 sub[s].linfo_idx = i;
15536                                 s++;
15537                         } else if (sub[s].start < linfo[i].insn_off) {
15538                                 verbose(env, "missing bpf_line_info for func#%u\n", s);
15539                                 err = -EINVAL;
15540                                 goto err_free;
15541                         }
15542                 }
15543
15544                 prev_offset = linfo[i].insn_off;
15545                 bpfptr_add(&ulinfo, rec_size);
15546         }
15547
15548         if (s != env->subprog_cnt) {
15549                 verbose(env, "missing bpf_line_info for %u funcs starting from func#%u\n",
15550                         env->subprog_cnt - s, s);
15551                 err = -EINVAL;
15552                 goto err_free;
15553         }
15554
15555         prog->aux->linfo = linfo;
15556         prog->aux->nr_linfo = nr_linfo;
15557
15558         return 0;
15559
15560 err_free:
15561         kvfree(linfo);
15562         return err;
15563 }
15564
15565 #define MIN_CORE_RELO_SIZE      sizeof(struct bpf_core_relo)
15566 #define MAX_CORE_RELO_SIZE      MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
15567
15568 static int check_core_relo(struct bpf_verifier_env *env,
15569                            const union bpf_attr *attr,
15570                            bpfptr_t uattr)
15571 {
15572         u32 i, nr_core_relo, ncopy, expected_size, rec_size;
15573         struct bpf_core_relo core_relo = {};
15574         struct bpf_prog *prog = env->prog;
15575         const struct btf *btf = prog->aux->btf;
15576         struct bpf_core_ctx ctx = {
15577                 .log = &env->log,
15578                 .btf = btf,
15579         };
15580         bpfptr_t u_core_relo;
15581         int err;
15582
15583         nr_core_relo = attr->core_relo_cnt;
15584         if (!nr_core_relo)
15585                 return 0;
15586         if (nr_core_relo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_core_relo))
15587                 return -EINVAL;
15588
15589         rec_size = attr->core_relo_rec_size;
15590         if (rec_size < MIN_CORE_RELO_SIZE ||
15591             rec_size > MAX_CORE_RELO_SIZE ||
15592             rec_size % sizeof(u32))
15593                 return -EINVAL;
15594
15595         u_core_relo = make_bpfptr(attr->core_relos, uattr.is_kernel);
15596         expected_size = sizeof(struct bpf_core_relo);
15597         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
15598
15599         /* Unlike func_info and line_info, copy and apply each CO-RE
15600          * relocation record one at a time.
15601          */
15602         for (i = 0; i < nr_core_relo; i++) {
15603                 /* future proofing when sizeof(bpf_core_relo) changes */
15604                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(u_core_relo, expected_size, rec_size);
15605                 if (err) {
15606                         if (err == -E2BIG) {
15607                                 verbose(env, "nonzero tailing record in core_relo");
15608                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
15609                                                           offsetof(union bpf_attr, core_relo_rec_size),
15610                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
15611                                         err = -EFAULT;
15612                         }
15613                         break;
15614                 }
15615
15616                 if (copy_from_bpfptr(&core_relo, u_core_relo, ncopy)) {
15617                         err = -EFAULT;
15618                         break;
15619                 }
15620
15621                 if (core_relo.insn_off % 8 || core_relo.insn_off / 8 >= prog->len) {
15622                         verbose(env, "Invalid core_relo[%u].insn_off:%u prog->len:%u\n",
15623                                 i, core_relo.insn_off, prog->len);
15624                         err = -EINVAL;
15625                         break;
15626                 }
15627
15628                 err = bpf_core_apply(&ctx, &core_relo, i,
15629                                      &prog->insnsi[core_relo.insn_off / 8]);
15630                 if (err)
15631                         break;
15632                 bpfptr_add(&u_core_relo, rec_size);
15633         }
15634         return err;
15635 }
15636
15637 static int check_btf_info(struct bpf_verifier_env *env,
15638                           const union bpf_attr *attr,
15639                           bpfptr_t uattr)
15640 {
15641         struct btf *btf;
15642         int err;
15643
15644         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt) {
15645                 if (check_abnormal_return(env))
15646                         return -EINVAL;
15647                 return 0;
15648         }
15649
15650         btf = btf_get_by_fd(attr->prog_btf_fd);
15651         if (IS_ERR(btf))
15652                 return PTR_ERR(btf);
15653         if (btf_is_kernel(btf)) {
15654                 btf_put(btf);
15655                 return -EACCES;
15656         }
15657         env->prog->aux->btf = btf;
15658
15659         err = check_btf_func(env, attr, uattr);
15660         if (err)
15661                 return err;
15662
15663         err = check_btf_line(env, attr, uattr);
15664         if (err)
15665                 return err;
15666
15667         err = check_core_relo(env, attr, uattr);
15668         if (err)
15669                 return err;
15670
15671         return 0;
15672 }
15673
15674 /* check %cur's range satisfies %old's */
15675 static bool range_within(struct bpf_reg_state *old,
15676                          struct bpf_reg_state *cur)
15677 {
15678         return old->umin_value <= cur->umin_value &&
15679                old->umax_value >= cur->umax_value &&
15680                old->smin_value <= cur->smin_value &&
15681                old->smax_value >= cur->smax_value &&
15682                old->u32_min_value <= cur->u32_min_value &&
15683                old->u32_max_value >= cur->u32_max_value &&
15684                old->s32_min_value <= cur->s32_min_value &&
15685                old->s32_max_value >= cur->s32_max_value;
15686 }
15687
15688 /* If in the old state two registers had the same id, then they need to have
15689  * the same id in the new state as well.  But that id could be different from
15690  * the old state, so we need to track the mapping from old to new ids.
15691  * Once we have seen that, say, a reg with old id 5 had new id 9, any subsequent
15692  * regs with old id 5 must also have new id 9 for the new state to be safe.  But
15693  * regs with a different old id could still have new id 9, we don't care about
15694  * that.
15695  * So we look through our idmap to see if this old id has been seen before.  If
15696  * so, we require the new id to match; otherwise, we add the id pair to the map.
15697  */
15698 static bool check_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_idmap *idmap)
15699 {
15700         struct bpf_id_pair *map = idmap->map;
15701         unsigned int i;
15702
15703         /* either both IDs should be set or both should be zero */
15704         if (!!old_id != !!cur_id)
15705                 return false;
15706
15707         if (old_id == 0) /* cur_id == 0 as well */
15708                 return true;
15709
15710         for (i = 0; i < BPF_ID_MAP_SIZE; i++) {
15711                 if (!map[i].old) {
15712                         /* Reached an empty slot; haven't seen this id before */
15713                         map[i].old = old_id;
15714                         map[i].cur = cur_id;
15715                         return true;
15716                 }
15717                 if (map[i].old == old_id)
15718                         return map[i].cur == cur_id;
15719                 if (map[i].cur == cur_id)
15720                         return false;
15721         }
15722         /* We ran out of idmap slots, which should be impossible */
15723         WARN_ON_ONCE(1);
15724         return false;
15725 }
15726
15727 /* Similar to check_ids(), but allocate a unique temporary ID
15728  * for 'old_id' or 'cur_id' of zero.
15729  * This makes pairs like '0 vs unique ID', 'unique ID vs 0' valid.
15730  */
15731 static bool check_scalar_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_idmap *idmap)
15732 {
15733         old_id = old_id ? old_id : ++idmap->tmp_id_gen;
15734         cur_id = cur_id ? cur_id : ++idmap->tmp_id_gen;
15735
15736         return check_ids(old_id, cur_id, idmap);
15737 }
15738
15739 static void clean_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
15740                              struct bpf_func_state *st)
15741 {
15742         enum bpf_reg_liveness live;
15743         int i, j;
15744
15745         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
15746                 live = st->regs[i].live;
15747                 /* liveness must not touch this register anymore */
15748                 st->regs[i].live |= REG_LIVE_DONE;
15749                 if (!(live & REG_LIVE_READ))
15750                         /* since the register is unused, clear its state
15751                          * to make further comparison simpler
15752                          */
15753                         __mark_reg_not_init(env, &st->regs[i]);
15754         }
15755
15756         for (i = 0; i < st->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15757                 live = st->stack[i].spilled_ptr.live;
15758                 /* liveness must not touch this stack slot anymore */
15759                 st->stack[i].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_DONE;
15760                 if (!(live & REG_LIVE_READ)) {
15761                         __mark_reg_not_init(env, &st->stack[i].spilled_ptr);
15762                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
15763                                 st->stack[i].slot_type[j] = STACK_INVALID;
15764                 }
15765         }
15766 }
15767
15768 static void clean_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
15769                                  struct bpf_verifier_state *st)
15770 {
15771         int i;
15772
15773         if (st->frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE)
15774                 /* all regs in this state in all frames were already marked */
15775                 return;
15776
15777         for (i = 0; i <= st->curframe; i++)
15778                 clean_func_state(env, st->frame[i]);
15779 }
15780
15781 /* the parentage chains form a tree.
15782  * the verifier states are added to state lists at given insn and
15783  * pushed into state stack for future exploration.
15784  * when the verifier reaches bpf_exit insn some of the verifer states
15785  * stored in the state lists have their final liveness state already,
15786  * but a lot of states will get revised from liveness point of view when
15787  * the verifier explores other branches.
15788  * Example:
15789  * 1: r0 = 1
15790  * 2: if r1 == 100 goto pc+1
15791  * 3: r0 = 2
15792  * 4: exit
15793  * when the verifier reaches exit insn the register r0 in the state list of
15794  * insn 2 will be seen as !REG_LIVE_READ. Then the verifier pops the other_branch
15795  * of insn 2 and goes exploring further. At the insn 4 it will walk the
15796  * parentage chain from insn 4 into insn 2 and will mark r0 as REG_LIVE_READ.
15797  *
15798  * Since the verifier pushes the branch states as it sees them while exploring
15799  * the program the condition of walking the branch instruction for the second
15800  * time means that all states below this branch were already explored and
15801  * their final liveness marks are already propagated.
15802  * Hence when the verifier completes the search of state list in is_state_visited()
15803  * we can call this clean_live_states() function to mark all liveness states
15804  * as REG_LIVE_DONE to indicate that 'parent' pointers of 'struct bpf_reg_state'
15805  * will not be used.
15806  * This function also clears the registers and stack for states that !READ
15807  * to simplify state merging.
15808  *
15809  * Important note here that walking the same branch instruction in the callee
15810  * doesn't meant that the states are DONE. The verifier has to compare
15811  * the callsites
15812  */
15813 static void clean_live_states(struct bpf_verifier_env *env, int insn,
15814                               struct bpf_verifier_state *cur)
15815 {
15816         struct bpf_verifier_state_list *sl;
15817
15818         sl = *explored_state(env, insn);
15819         while (sl) {
15820                 if (sl->state.branches)
15821                         goto next;
15822                 if (sl->state.insn_idx != insn ||
15823                     !same_callsites(&sl->state, cur))
15824                         goto next;
15825                 clean_verifier_state(env, &sl->state);
15826 next:
15827                 sl = sl->next;
15828         }
15829 }
15830
15831 static bool regs_exact(const struct bpf_reg_state *rold,
15832                        const struct bpf_reg_state *rcur,
15833                        struct bpf_idmap *idmap)
15834 {
15835         return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
15836                check_ids(rold->id, rcur->id, idmap) &&
15837                check_ids(rold->ref_obj_id, rcur->ref_obj_id, idmap);
15838 }
15839
15840 /* Returns true if (rold safe implies rcur safe) */
15841 static bool regsafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *rold,
15842                     struct bpf_reg_state *rcur, struct bpf_idmap *idmap, bool exact)
15843 {
15844         if (exact)
15845                 return regs_exact(rold, rcur, idmap);
15846
15847         if (!(rold->live & REG_LIVE_READ))
15848                 /* explored state didn't use this */
15849                 return true;
15850         if (rold->type == NOT_INIT)
15851                 /* explored state can't have used this */
15852                 return true;
15853         if (rcur->type == NOT_INIT)
15854                 return false;
15855
15856         /* Enforce that register types have to match exactly, including their
15857          * modifiers (like PTR_MAYBE_NULL, MEM_RDONLY, etc), as a general
15858          * rule.
15859          *
15860          * One can make a point that using a pointer register as unbounded
15861          * SCALAR would be technically acceptable, but this could lead to
15862          * pointer leaks because scalars are allowed to leak while pointers
15863          * are not. We could make this safe in special cases if root is
15864          * calling us, but it's probably not worth the hassle.
15865          *
15866          * Also, register types that are *not* MAYBE_NULL could technically be
15867          * safe to use as their MAYBE_NULL variants (e.g., PTR_TO_MAP_VALUE
15868          * is safe to be used as PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, provided both point
15869          * to the same map).
15870          * However, if the old MAYBE_NULL register then got NULL checked,
15871          * doing so could have affected others with the same id, and we can't
15872          * check for that because we lost the id when we converted to
15873          * a non-MAYBE_NULL variant.
15874          * So, as a general rule we don't allow mixing MAYBE_NULL and
15875          * non-MAYBE_NULL registers as well.
15876          */
15877         if (rold->type != rcur->type)
15878                 return false;
15879
15880         switch (base_type(rold->type)) {
15881         case SCALAR_VALUE:
15882                 if (env->explore_alu_limits) {
15883                         /* explore_alu_limits disables tnum_in() and range_within()
15884                          * logic and requires everything to be strict
15885                          */
15886                         return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
15887                                check_scalar_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
15888                 }
15889                 if (!rold->precise)
15890                         return true;
15891                 /* Why check_ids() for scalar registers?
15892                  *
15893                  * Consider the following BPF code:
15894                  *   1: r6 = ... unbound scalar, ID=a ...
15895                  *   2: r7 = ... unbound scalar, ID=b ...
15896                  *   3: if (r6 > r7) goto +1
15897                  *   4: r6 = r7
15898                  *   5: if (r6 > X) goto ...
15899                  *   6: ... memory operation using r7 ...
15900                  *
15901                  * First verification path is [1-6]:
15902                  * - at (4) same bpf_reg_state::id (b) would be assigned to r6 and r7;
15903                  * - at (5) r6 would be marked <= X, find_equal_scalars() would also mark
15904                  *   r7 <= X, because r6 and r7 share same id.
15905                  * Next verification path is [1-4, 6].
15906                  *
15907                  * Instruction (6) would be reached in two states:
15908                  *   I.  r6{.id=b}, r7{.id=b} via path 1-6;
15909                  *   II. r6{.id=a}, r7{.id=b} via path 1-4, 6.
15910                  *
15911                  * Use check_ids() to distinguish these states.
15912                  * ---
15913                  * Also verify that new value satisfies old value range knowledge.
15914                  */
15915                 return range_within(rold, rcur) &&
15916                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off) &&
15917                        check_scalar_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
15918         case PTR_TO_MAP_KEY:
15919         case PTR_TO_MAP_VALUE:
15920         case PTR_TO_MEM:
15921         case PTR_TO_BUF:
15922         case PTR_TO_TP_BUFFER:
15923                 /* If the new min/max/var_off satisfy the old ones and
15924                  * everything else matches, we are OK.
15925                  */
15926                 return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off)) == 0 &&
15927                        range_within(rold, rcur) &&
15928                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off) &&
15929                        check_ids(rold->id, rcur->id, idmap) &&
15930                        check_ids(rold->ref_obj_id, rcur->ref_obj_id, idmap);
15931         case PTR_TO_PACKET_META:
15932         case PTR_TO_PACKET:
15933                 /* We must have at least as much range as the old ptr
15934                  * did, so that any accesses which were safe before are
15935                  * still safe.  This is true even if old range < old off,
15936                  * since someone could have accessed through (ptr - k), or
15937                  * even done ptr -= k in a register, to get a safe access.
15938                  */
15939                 if (rold->range > rcur->range)
15940                         return false;
15941                 /* If the offsets don't match, we can't trust our alignment;
15942                  * nor can we be sure that we won't fall out of range.
15943                  */
15944                 if (rold->off != rcur->off)
15945                         return false;
15946                 /* id relations must be preserved */
15947                 if (!check_ids(rold->id, rcur->id, idmap))
15948                         return false;
15949                 /* new val must satisfy old val knowledge */
15950                 return range_within(rold, rcur) &&
15951                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
15952         case PTR_TO_STACK:
15953                 /* two stack pointers are equal only if they're pointing to
15954                  * the same stack frame, since fp-8 in foo != fp-8 in bar
15955                  */
15956                 return regs_exact(rold, rcur, idmap) && rold->frameno == rcur->frameno;
15957         default:
15958                 return regs_exact(rold, rcur, idmap);
15959         }
15960 }
15961
15962 static bool stacksafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
15963                       struct bpf_func_state *cur, struct bpf_idmap *idmap, bool exact)
15964 {
15965         int i, spi;
15966
15967         /* walk slots of the explored stack and ignore any additional
15968          * slots in the current stack, since explored(safe) state
15969          * didn't use them
15970          */
15971         for (i = 0; i < old->allocated_stack; i++) {
15972                 struct bpf_reg_state *old_reg, *cur_reg;
15973
15974                 spi = i / BPF_REG_SIZE;
15975
15976                 if (exact &&
15977                     old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
15978                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
15979                         return false;
15980
15981                 if (!(old->stack[spi].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ) && !exact) {
15982                         i += BPF_REG_SIZE - 1;
15983                         /* explored state didn't use this */
15984                         continue;
15985                 }
15986
15987                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_INVALID)
15988                         continue;
15989
15990                 if (env->allow_uninit_stack &&
15991                     old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC)
15992                         continue;
15993
15994                 /* explored stack has more populated slots than current stack
15995                  * and these slots were used
15996                  */
15997                 if (i >= cur->allocated_stack)
15998                         return false;
15999
16000                 /* if old state was safe with misc data in the stack
16001                  * it will be safe with zero-initialized stack.
16002                  * The opposite is not true
16003                  */
16004                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC &&
16005                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO)
16006                         continue;
16007                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
16008                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
16009                         /* Ex: old explored (safe) state has STACK_SPILL in
16010                          * this stack slot, but current has STACK_MISC ->
16011                          * this verifier states are not equivalent,
16012                          * return false to continue verification of this path
16013                          */
16014                         return false;
16015                 if (i % BPF_REG_SIZE != BPF_REG_SIZE - 1)
16016                         continue;
16017                 /* Both old and cur are having same slot_type */
16018                 switch (old->stack[spi].slot_type[BPF_REG_SIZE - 1]) {
16019                 case STACK_SPILL:
16020                         /* when explored and current stack slot are both storing
16021                          * spilled registers, check that stored pointers types
16022                          * are the same as well.
16023                          * Ex: explored safe path could have stored
16024                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -8}
16025                          * but current path has stored:
16026                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -16}
16027                          * such verifier states are not equivalent.
16028                          * return false to continue verification of this path
16029                          */
16030                         if (!regsafe(env, &old->stack[spi].spilled_ptr,
16031                                      &cur->stack[spi].spilled_ptr, idmap, exact))
16032                                 return false;
16033                         break;
16034                 case STACK_DYNPTR:
16035                         old_reg = &old->stack[spi].spilled_ptr;
16036                         cur_reg = &cur->stack[spi].spilled_ptr;
16037                         if (old_reg->dynptr.type != cur_reg->dynptr.type ||
16038                             old_reg->dynptr.first_slot != cur_reg->dynptr.first_slot ||
16039                             !check_ids(old_reg->ref_obj_id, cur_reg->ref_obj_id, idmap))
16040                                 return false;
16041                         break;
16042                 case STACK_ITER:
16043                         old_reg = &old->stack[spi].spilled_ptr;
16044                         cur_reg = &cur->stack[spi].spilled_ptr;
16045                         /* iter.depth is not compared between states as it
16046                          * doesn't matter for correctness and would otherwise
16047                          * prevent convergence; we maintain it only to prevent
16048                          * infinite loop check triggering, see
16049                          * iter_active_depths_differ()
16050                          */
16051                         if (old_reg->iter.btf != cur_reg->iter.btf ||
16052                             old_reg->iter.btf_id != cur_reg->iter.btf_id ||
16053                             old_reg->iter.state != cur_reg->iter.state ||
16054                             /* ignore {old_reg,cur_reg}->iter.depth, see above */
16055                             !check_ids(old_reg->ref_obj_id, cur_reg->ref_obj_id, idmap))
16056                                 return false;
16057                         break;
16058                 case STACK_MISC:
16059                 case STACK_ZERO:
16060                 case STACK_INVALID:
16061                         continue;
16062                 /* Ensure that new unhandled slot types return false by default */
16063                 default:
16064                         return false;
16065                 }
16066         }
16067         return true;
16068 }
16069
16070 static bool refsafe(struct bpf_func_state *old, struct bpf_func_state *cur,
16071                     struct bpf_idmap *idmap)
16072 {
16073         int i;
16074
16075         if (old->acquired_refs != cur->acquired_refs)
16076                 return false;
16077
16078         for (i = 0; i < old->acquired_refs; i++) {
16079                 if (!check_ids(old->refs[i].id, cur->refs[i].id, idmap))
16080                         return false;
16081         }
16082
16083         return true;
16084 }
16085
16086 /* compare two verifier states
16087  *
16088  * all states stored in state_list are known to be valid, since
16089  * verifier reached 'bpf_exit' instruction through them
16090  *
16091  * this function is called when verifier exploring different branches of
16092  * execution popped from the state stack. If it sees an old state that has
16093  * more strict register state and more strict stack state then this execution
16094  * branch doesn't need to be explored further, since verifier already
16095  * concluded that more strict state leads to valid finish.
16096  *
16097  * Therefore two states are equivalent if register state is more conservative
16098  * and explored stack state is more conservative than the current one.
16099  * Example:
16100  *       explored                   current
16101  * (slot1=INV slot2=MISC) == (slot1=MISC slot2=MISC)
16102  * (slot1=MISC slot2=MISC) != (slot1=INV slot2=MISC)
16103  *
16104  * In other words if current stack state (one being explored) has more
16105  * valid slots than old one that already passed validation, it means
16106  * the verifier can stop exploring and conclude that current state is valid too
16107  *
16108  * Similarly with registers. If explored state has register type as invalid
16109  * whereas register type in current state is meaningful, it means that
16110  * the current state will reach 'bpf_exit' instruction safely
16111  */
16112 static bool func_states_equal(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
16113                               struct bpf_func_state *cur, bool exact)
16114 {
16115         int i;
16116
16117         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
16118                 if (!regsafe(env, &old->regs[i], &cur->regs[i],
16119                              &env->idmap_scratch, exact))
16120                         return false;
16121
16122         if (!stacksafe(env, old, cur, &env->idmap_scratch, exact))
16123                 return false;
16124
16125         if (!refsafe(old, cur, &env->idmap_scratch))
16126                 return false;
16127
16128         return true;
16129 }
16130
16131 static void reset_idmap_scratch(struct bpf_verifier_env *env)
16132 {
16133         env->idmap_scratch.tmp_id_gen = env->id_gen;
16134         memset(&env->idmap_scratch.map, 0, sizeof(env->idmap_scratch.map));
16135 }
16136
16137 static bool states_equal(struct bpf_verifier_env *env,
16138                          struct bpf_verifier_state *old,
16139                          struct bpf_verifier_state *cur,
16140                          bool exact)
16141 {
16142         int i;
16143
16144         if (old->curframe != cur->curframe)
16145                 return false;
16146
16147         reset_idmap_scratch(env);
16148
16149         /* Verification state from speculative execution simulation
16150          * must never prune a non-speculative execution one.
16151          */
16152         if (old->speculative && !cur->speculative)
16153                 return false;
16154
16155         if (old->active_lock.ptr != cur->active_lock.ptr)
16156                 return false;
16157
16158         /* Old and cur active_lock's have to be either both present
16159          * or both absent.
16160          */
16161         if (!!old->active_lock.id != !!cur->active_lock.id)
16162                 return false;
16163
16164         if (old->active_lock.id &&
16165             !check_ids(old->active_lock.id, cur->active_lock.id, &env->idmap_scratch))
16166                 return false;
16167
16168         if (old->active_rcu_lock != cur->active_rcu_lock)
16169                 return false;
16170
16171         /* for states to be equal callsites have to be the same
16172          * and all frame states need to be equivalent
16173          */
16174         for (i = 0; i <= old->curframe; i++) {
16175                 if (old->frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
16176                         return false;
16177                 if (!func_states_equal(env, old->frame[i], cur->frame[i], exact))
16178                         return false;
16179         }
16180         return true;
16181 }
16182
16183 /* Return 0 if no propagation happened. Return negative error code if error
16184  * happened. Otherwise, return the propagated bit.
16185  */
16186 static int propagate_liveness_reg(struct bpf_verifier_env *env,
16187                                   struct bpf_reg_state *reg,
16188                                   struct bpf_reg_state *parent_reg)
16189 {
16190         u8 parent_flag = parent_reg->live & REG_LIVE_READ;
16191         u8 flag = reg->live & REG_LIVE_READ;
16192         int err;
16193
16194         /* When comes here, read flags of PARENT_REG or REG could be any of
16195          * REG_LIVE_READ64, REG_LIVE_READ32, REG_LIVE_NONE. There is no need
16196          * of propagation if PARENT_REG has strongest REG_LIVE_READ64.
16197          */
16198         if (parent_flag == REG_LIVE_READ64 ||
16199             /* Or if there is no read flag from REG. */
16200             !flag ||
16201             /* Or if the read flag from REG is the same as PARENT_REG. */
16202             parent_flag == flag)
16203                 return 0;
16204
16205         err = mark_reg_read(env, reg, parent_reg, flag);
16206         if (err)
16207                 return err;
16208
16209         return flag;
16210 }
16211
16212 /* A write screens off any subsequent reads; but write marks come from the
16213  * straight-line code between a state and its parent.  When we arrive at an
16214  * equivalent state (jump target or such) we didn't arrive by the straight-line
16215  * code, so read marks in the state must propagate to the parent regardless
16216  * of the state's write marks. That's what 'parent == state->parent' comparison
16217  * in mark_reg_read() is for.
16218  */
16219 static int propagate_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
16220                               const struct bpf_verifier_state *vstate,
16221                               struct bpf_verifier_state *vparent)
16222 {
16223         struct bpf_reg_state *state_reg, *parent_reg;
16224         struct bpf_func_state *state, *parent;
16225         int i, frame, err = 0;
16226
16227         if (vparent->curframe != vstate->curframe) {
16228                 WARN(1, "propagate_live: parent frame %d current frame %d\n",
16229                      vparent->curframe, vstate->curframe);
16230                 return -EFAULT;
16231         }
16232         /* Propagate read liveness of registers... */
16233         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_FP + 1 != MAX_BPF_REG);
16234         for (frame = 0; frame <= vstate->curframe; frame++) {
16235                 parent = vparent->frame[frame];
16236                 state = vstate->frame[frame];
16237                 parent_reg = parent->regs;
16238                 state_reg = state->regs;
16239                 /* We don't need to worry about FP liveness, it's read-only */
16240                 for (i = frame < vstate->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
16241                         err = propagate_liveness_reg(env, &state_reg[i],
16242                                                      &parent_reg[i]);
16243                         if (err < 0)
16244                                 return err;
16245                         if (err == REG_LIVE_READ64)
16246                                 mark_insn_zext(env, &parent_reg[i]);
16247                 }
16248
16249                 /* Propagate stack slots. */
16250                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE &&
16251                             i < parent->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
16252                         parent_reg = &parent->stack[i].spilled_ptr;
16253                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
16254                         err = propagate_liveness_reg(env, state_reg,
16255                                                      parent_reg);
16256                         if (err < 0)
16257                                 return err;
16258                 }
16259         }
16260         return 0;
16261 }
16262
16263 /* find precise scalars in the previous equivalent state and
16264  * propagate them into the current state
16265  */
16266 static int propagate_precision(struct bpf_verifier_env *env,
16267                                const struct bpf_verifier_state *old)
16268 {
16269         struct bpf_reg_state *state_reg;
16270         struct bpf_func_state *state;
16271         int i, err = 0, fr;
16272         bool first;
16273
16274         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
16275                 state = old->frame[fr];
16276                 state_reg = state->regs;
16277                 first = true;
16278                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++, state_reg++) {
16279                         if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
16280                             !state_reg->precise ||
16281                             !(state_reg->live & REG_LIVE_READ))
16282                                 continue;
16283                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
16284                                 if (first)
16285                                         verbose(env, "frame %d: propagating r%d", fr, i);
16286                                 else
16287                                         verbose(env, ",r%d", i);
16288                         }
16289                         bt_set_frame_reg(&env->bt, fr, i);
16290                         first = false;
16291                 }
16292
16293                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
16294                         if (!is_spilled_reg(&state->stack[i]))
16295                                 continue;
16296                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
16297                         if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
16298                             !state_reg->precise ||
16299                             !(state_reg->live & REG_LIVE_READ))
16300                                 continue;
16301                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
16302                                 if (first)
16303                                         verbose(env, "frame %d: propagating fp%d",
16304                                                 fr, (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
16305                                 else
16306                                         verbose(env, ",fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
16307                         }
16308                         bt_set_frame_slot(&env->bt, fr, i);
16309                         first = false;
16310                 }
16311                 if (!first)
16312                         verbose(env, "\n");
16313         }
16314
16315         err = mark_chain_precision_batch(env);
16316         if (err < 0)
16317                 return err;
16318
16319         return 0;
16320 }
16321
16322 static bool states_maybe_looping(struct bpf_verifier_state *old,
16323                                  struct bpf_verifier_state *cur)
16324 {
16325         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
16326         int i, fr = cur->curframe;
16327
16328         if (old->curframe != fr)
16329                 return false;
16330
16331         fold = old->frame[fr];
16332         fcur = cur->frame[fr];
16333         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
16334                 if (memcmp(&fold->regs[i], &fcur->regs[i],
16335                            offsetof(struct bpf_reg_state, parent)))
16336                         return false;
16337         return true;
16338 }
16339
16340 static bool is_iter_next_insn(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
16341 {
16342         return env->insn_aux_data[insn_idx].is_iter_next;
16343 }
16344
16345 /* is_state_visited() handles iter_next() (see process_iter_next_call() for
16346  * terminology) calls specially: as opposed to bounded BPF loops, it *expects*
16347  * states to match, which otherwise would look like an infinite loop. So while
16348  * iter_next() calls are taken care of, we still need to be careful and
16349  * prevent erroneous and too eager declaration of "ininite loop", when
16350  * iterators are involved.
16351  *
16352  * Here's a situation in pseudo-BPF assembly form:
16353  *
16354  *   0: again:                          ; set up iter_next() call args
16355  *   1:   r1 = &it                      ; <CHECKPOINT HERE>
16356  *   2:   call bpf_iter_num_next        ; this is iter_next() call
16357  *   3:   if r0 == 0 goto done
16358  *   4:   ... something useful here ...
16359  *   5:   goto again                    ; another iteration
16360  *   6: done:
16361  *   7:   r1 = &it
16362  *   8:   call bpf_iter_num_destroy     ; clean up iter state
16363  *   9:   exit
16364  *
16365  * This is a typical loop. Let's assume that we have a prune point at 1:,
16366  * before we get to `call bpf_iter_num_next` (e.g., because of that `goto
16367  * again`, assuming other heuristics don't get in a way).
16368  *
16369  * When we first time come to 1:, let's say we have some state X. We proceed
16370  * to 2:, fork states, enqueue ACTIVE, validate NULL case successfully, exit.
16371  * Now we come back to validate that forked ACTIVE state. We proceed through
16372  * 3-5, come to goto, jump to 1:. Let's assume our state didn't change, so we
16373  * are converging. But the problem is that we don't know that yet, as this
16374  * convergence has to happen at iter_next() call site only. So if nothing is
16375  * done, at 1: verifier will use bounded loop logic and declare infinite
16376  * looping (and would be *technically* correct, if not for iterator's
16377  * "eventual sticky NULL" contract, see process_iter_next_call()). But we
16378  * don't want that. So what we do in process_iter_next_call() when we go on
16379  * another ACTIVE iteration, we bump slot->iter.depth, to mark that it's
16380  * a different iteration. So when we suspect an infinite loop, we additionally
16381  * check if any of the *ACTIVE* iterator states depths differ. If yes, we
16382  * pretend we are not looping and wait for next iter_next() call.
16383  *
16384  * This only applies to ACTIVE state. In DRAINED state we don't expect to
16385  * loop, because that would actually mean infinite loop, as DRAINED state is
16386  * "sticky", and so we'll keep returning into the same instruction with the
16387  * same state (at least in one of possible code paths).
16388  *
16389  * This approach allows to keep infinite loop heuristic even in the face of
16390  * active iterator. E.g., C snippet below is and will be detected as
16391  * inifintely looping:
16392  *
16393  *   struct bpf_iter_num it;
16394  *   int *p, x;
16395  *
16396  *   bpf_iter_num_new(&it, 0, 10);
16397  *   while ((p = bpf_iter_num_next(&t))) {
16398  *       x = p;
16399  *       while (x--) {} // <<-- infinite loop here
16400  *   }
16401  *
16402  */
16403 static bool iter_active_depths_differ(struct bpf_verifier_state *old, struct bpf_verifier_state *cur)
16404 {
16405         struct bpf_reg_state *slot, *cur_slot;
16406         struct bpf_func_state *state;
16407         int i, fr;
16408
16409         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
16410                 state = old->frame[fr];
16411                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
16412                         if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_ITER)
16413                                 continue;
16414
16415                         slot = &state->stack[i].spilled_ptr;
16416                         if (slot->iter.state != BPF_ITER_STATE_ACTIVE)
16417                                 continue;
16418
16419                         cur_slot = &cur->frame[fr]->stack[i].spilled_ptr;
16420                         if (cur_slot->iter.depth != slot->iter.depth)
16421                                 return true;
16422                 }
16423         }
16424         return false;
16425 }
16426
16427 static int is_state_visited(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
16428 {
16429         struct bpf_verifier_state_list *new_sl;
16430         struct bpf_verifier_state_list *sl, **pprev;
16431         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state, *new, *loop_entry;
16432         int i, j, n, err, states_cnt = 0;
16433         bool force_new_state = env->test_state_freq || is_force_checkpoint(env, insn_idx);
16434         bool add_new_state = force_new_state;
16435         bool force_exact;
16436
16437         /* bpf progs typically have pruning point every 4 instructions
16438          * http://vger.kernel.org/bpfconf2019.html#session-1
16439          * Do not add new state for future pruning if the verifier hasn't seen
16440          * at least 2 jumps and at least 8 instructions.
16441          * This heuristics helps decrease 'total_states' and 'peak_states' metric.
16442          * In tests that amounts to up to 50% reduction into total verifier
16443          * memory consumption and 20% verifier time speedup.
16444          */
16445         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed >= 2 &&
16446             env->insn_processed - env->prev_insn_processed >= 8)
16447                 add_new_state = true;
16448
16449         pprev = explored_state(env, insn_idx);
16450         sl = *pprev;
16451
16452         clean_live_states(env, insn_idx, cur);
16453
16454         while (sl) {
16455                 states_cnt++;
16456                 if (sl->state.insn_idx != insn_idx)
16457                         goto next;
16458
16459                 if (sl->state.branches) {
16460                         struct bpf_func_state *frame = sl->state.frame[sl->state.curframe];
16461
16462                         if (frame->in_async_callback_fn &&
16463                             frame->async_entry_cnt != cur->frame[cur->curframe]->async_entry_cnt) {
16464                                 /* Different async_entry_cnt means that the verifier is
16465                                  * processing another entry into async callback.
16466                                  * Seeing the same state is not an indication of infinite
16467                                  * loop or infinite recursion.
16468                                  * But finding the same state doesn't mean that it's safe
16469                                  * to stop processing the current state. The previous state
16470                                  * hasn't yet reached bpf_exit, since state.branches > 0.
16471                                  * Checking in_async_callback_fn alone is not enough either.
16472                                  * Since the verifier still needs to catch infinite loops
16473                                  * inside async callbacks.
16474                                  */
16475                                 goto skip_inf_loop_check;
16476                         }
16477                         /* BPF open-coded iterators loop detection is special.
16478                          * states_maybe_looping() logic is too simplistic in detecting
16479                          * states that *might* be equivalent, because it doesn't know
16480                          * about ID remapping, so don't even perform it.
16481                          * See process_iter_next_call() and iter_active_depths_differ()
16482                          * for overview of the logic. When current and one of parent
16483                          * states are detected as equivalent, it's a good thing: we prove
16484                          * convergence and can stop simulating further iterations.
16485                          * It's safe to assume that iterator loop will finish, taking into
16486                          * account iter_next() contract of eventually returning
16487                          * sticky NULL result.
16488                          *
16489                          * Note, that states have to be compared exactly in this case because
16490                          * read and precision marks might not be finalized inside the loop.
16491                          * E.g. as in the program below:
16492                          *
16493                          *     1. r7 = -16
16494                          *     2. r6 = bpf_get_prandom_u32()
16495                          *     3. while (bpf_iter_num_next(&fp[-8])) {
16496                          *     4.   if (r6 != 42) {
16497                          *     5.     r7 = -32
16498                          *     6.     r6 = bpf_get_prandom_u32()
16499                          *     7.     continue
16500                          *     8.   }
16501                          *     9.   r0 = r10
16502                          *    10.   r0 += r7
16503                          *    11.   r8 = *(u64 *)(r0 + 0)
16504                          *    12.   r6 = bpf_get_prandom_u32()
16505                          *    13. }
16506                          *
16507                          * Here verifier would first visit path 1-3, create a checkpoint at 3
16508                          * with r7=-16, continue to 4-7,3. Existing checkpoint at 3 does
16509                          * not have read or precision mark for r7 yet, thus inexact states
16510                          * comparison would discard current state with r7=-32
16511                          * => unsafe memory access at 11 would not be caught.
16512                          */
16513                         if (is_iter_next_insn(env, insn_idx)) {
16514                                 if (states_equal(env, &sl->state, cur, true)) {
16515                                         struct bpf_func_state *cur_frame;
16516                                         struct bpf_reg_state *iter_state, *iter_reg;
16517                                         int spi;
16518
16519                                         cur_frame = cur->frame[cur->curframe];
16520                                         /* btf_check_iter_kfuncs() enforces that
16521                                          * iter state pointer is always the first arg
16522                                          */
16523                                         iter_reg = &cur_frame->regs[BPF_REG_1];
16524                                         /* current state is valid due to states_equal(),
16525                                          * so we can assume valid iter and reg state,
16526                                          * no need for extra (re-)validations
16527                                          */
16528                                         spi = __get_spi(iter_reg->off + iter_reg->var_off.value);
16529                                         iter_state = &func(env, iter_reg)->stack[spi].spilled_ptr;
16530                                         if (iter_state->iter.state == BPF_ITER_STATE_ACTIVE) {
16531                                                 update_loop_entry(cur, &sl->state);
16532                                                 goto hit;
16533                                         }
16534                                 }
16535                                 goto skip_inf_loop_check;
16536                         }
16537                         /* attempt to detect infinite loop to avoid unnecessary doomed work */
16538                         if (states_maybe_looping(&sl->state, cur) &&
16539                             states_equal(env, &sl->state, cur, false) &&
16540                             !iter_active_depths_differ(&sl->state, cur)) {
16541                                 verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
16542                                 verbose(env, "infinite loop detected at insn %d\n", insn_idx);
16543                                 verbose(env, "cur state:");
16544                                 print_verifier_state(env, cur->frame[cur->curframe], true);
16545                                 verbose(env, "old state:");
16546                                 print_verifier_state(env, sl->state.frame[cur->curframe], true);
16547                                 return -EINVAL;
16548                         }
16549                         /* if the verifier is processing a loop, avoid adding new state
16550                          * too often, since different loop iterations have distinct
16551                          * states and may not help future pruning.
16552                          * This threshold shouldn't be too low to make sure that
16553                          * a loop with large bound will be rejected quickly.
16554                          * The most abusive loop will be:
16555                          * r1 += 1
16556                          * if r1 < 1000000 goto pc-2
16557                          * 1M insn_procssed limit / 100 == 10k peak states.
16558                          * This threshold shouldn't be too high either, since states
16559                          * at the end of the loop are likely to be useful in pruning.
16560                          */
16561 skip_inf_loop_check:
16562                         if (!force_new_state &&
16563                             env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed < 20 &&
16564                             env->insn_processed - env->prev_insn_processed < 100)
16565                                 add_new_state = false;
16566                         goto miss;
16567                 }
16568                 /* If sl->state is a part of a loop and this loop's entry is a part of
16569                  * current verification path then states have to be compared exactly.
16570                  * 'force_exact' is needed to catch the following case:
16571                  *
16572                  *                initial     Here state 'succ' was processed first,
16573                  *                  |         it was eventually tracked to produce a
16574                  *                  V         state identical to 'hdr'.
16575                  *     .---------> hdr        All branches from 'succ' had been explored
16576                  *     |            |         and thus 'succ' has its .branches == 0.
16577                  *     |            V
16578                  *     |    .------...        Suppose states 'cur' and 'succ' correspond
16579                  *     |    |       |         to the same instruction + callsites.
16580                  *     |    V       V         In such case it is necessary to check
16581                  *     |   ...     ...        if 'succ' and 'cur' are states_equal().
16582                  *     |    |       |         If 'succ' and 'cur' are a part of the
16583                  *     |    V       V         same loop exact flag has to be set.
16584                  *     |   succ <- cur        To check if that is the case, verify
16585                  *     |    |                 if loop entry of 'succ' is in current
16586                  *     |    V                 DFS path.
16587                  *     |   ...
16588                  *     |    |
16589                  *     '----'
16590                  *
16591                  * Additional details are in the comment before get_loop_entry().
16592                  */
16593                 loop_entry = get_loop_entry(&sl->state);
16594                 force_exact = loop_entry && loop_entry->branches > 0;
16595                 if (states_equal(env, &sl->state, cur, force_exact)) {
16596                         if (force_exact)
16597                                 update_loop_entry(cur, loop_entry);
16598 hit:
16599                         sl->hit_cnt++;
16600                         /* reached equivalent register/stack state,
16601                          * prune the search.
16602                          * Registers read by the continuation are read by us.
16603                          * If we have any write marks in env->cur_state, they
16604                          * will prevent corresponding reads in the continuation
16605                          * from reaching our parent (an explored_state).  Our
16606                          * own state will get the read marks recorded, but
16607                          * they'll be immediately forgotten as we're pruning
16608                          * this state and will pop a new one.
16609                          */
16610                         err = propagate_liveness(env, &sl->state, cur);
16611
16612                         /* if previous state reached the exit with precision and
16613                          * current state is equivalent to it (except precsion marks)
16614                          * the precision needs to be propagated back in
16615                          * the current state.
16616                          */
16617                         err = err ? : push_jmp_history(env, cur);
16618                         err = err ? : propagate_precision(env, &sl->state);
16619                         if (err)
16620                                 return err;
16621                         return 1;
16622                 }
16623 miss:
16624                 /* when new state is not going to be added do not increase miss count.
16625                  * Otherwise several loop iterations will remove the state
16626                  * recorded earlier. The goal of these heuristics is to have
16627                  * states from some iterations of the loop (some in the beginning
16628                  * and some at the end) to help pruning.
16629                  */
16630                 if (add_new_state)
16631                         sl->miss_cnt++;
16632                 /* heuristic to determine whether this state is beneficial
16633                  * to keep checking from state equivalence point of view.
16634                  * Higher numbers increase max_states_per_insn and verification time,
16635                  * but do not meaningfully decrease insn_processed.
16636                  * 'n' controls how many times state could miss before eviction.
16637                  * Use bigger 'n' for checkpoints because evicting checkpoint states
16638                  * too early would hinder iterator convergence.
16639                  */
16640                 n = is_force_checkpoint(env, insn_idx) && sl->state.branches > 0 ? 64 : 3;
16641                 if (sl->miss_cnt > sl->hit_cnt * n + n) {
16642                         /* the state is unlikely to be useful. Remove it to
16643                          * speed up verification
16644                          */
16645                         *pprev = sl->next;
16646                         if (sl->state.frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE &&
16647                             !sl->state.used_as_loop_entry) {
16648                                 u32 br = sl->state.branches;
16649
16650                                 WARN_ONCE(br,
16651                                           "BUG live_done but branches_to_explore %d\n",
16652                                           br);
16653                                 free_verifier_state(&sl->state, false);
16654                                 kfree(sl);
16655                                 env->peak_states--;
16656                         } else {
16657                                 /* cannot free this state, since parentage chain may
16658                                  * walk it later. Add it for free_list instead to
16659                                  * be freed at the end of verification
16660                                  */
16661                                 sl->next = env->free_list;
16662                                 env->free_list = sl;
16663                         }
16664                         sl = *pprev;
16665                         continue;
16666                 }
16667 next:
16668                 pprev = &sl->next;
16669                 sl = *pprev;
16670         }
16671
16672         if (env->max_states_per_insn < states_cnt)
16673                 env->max_states_per_insn = states_cnt;
16674
16675         if (!env->bpf_capable && states_cnt > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES)
16676                 return 0;
16677
16678         if (!add_new_state)
16679                 return 0;
16680
16681         /* There were no equivalent states, remember the current one.
16682          * Technically the current state is not proven to be safe yet,
16683          * but it will either reach outer most bpf_exit (which means it's safe)
16684          * or it will be rejected. When there are no loops the verifier won't be
16685          * seeing this tuple (frame[0].callsite, frame[1].callsite, .. insn_idx)
16686          * again on the way to bpf_exit.
16687          * When looping the sl->state.branches will be > 0 and this state
16688          * will not be considered for equivalence until branches == 0.
16689          */
16690         new_sl = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state_list), GFP_KERNEL);
16691         if (!new_sl)
16692                 return -ENOMEM;
16693         env->total_states++;
16694         env->peak_states++;
16695         env->prev_jmps_processed = env->jmps_processed;
16696         env->prev_insn_processed = env->insn_processed;
16697
16698         /* forget precise markings we inherited, see __mark_chain_precision */
16699         if (env->bpf_capable)
16700                 mark_all_scalars_imprecise(env, cur);
16701
16702         /* add new state to the head of linked list */
16703         new = &new_sl->state;
16704         err = copy_verifier_state(new, cur);
16705         if (err) {
16706                 free_verifier_state(new, false);
16707                 kfree(new_sl);
16708                 return err;
16709         }
16710         new->insn_idx = insn_idx;
16711         WARN_ONCE(new->branches != 1,
16712                   "BUG is_state_visited:branches_to_explore=%d insn %d\n", new->branches, insn_idx);
16713
16714         cur->parent = new;
16715         cur->first_insn_idx = insn_idx;
16716         cur->dfs_depth = new->dfs_depth + 1;
16717         clear_jmp_history(cur);
16718         new_sl->next = *explored_state(env, insn_idx);
16719         *explored_state(env, insn_idx) = new_sl;
16720         /* connect new state to parentage chain. Current frame needs all
16721          * registers connected. Only r6 - r9 of the callers are alive (pushed
16722          * to the stack implicitly by JITs) so in callers' frames connect just
16723          * r6 - r9 as an optimization. Callers will have r1 - r5 connected to
16724          * the state of the call instruction (with WRITTEN set), and r0 comes
16725          * from callee with its full parentage chain, anyway.
16726          */
16727         /* clear write marks in current state: the writes we did are not writes
16728          * our child did, so they don't screen off its reads from us.
16729          * (There are no read marks in current state, because reads always mark
16730          * their parent and current state never has children yet.  Only
16731          * explored_states can get read marks.)
16732          */
16733         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
16734                 for (i = j < cur->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++)
16735                         cur->frame[j]->regs[i].parent = &new->frame[j]->regs[i];
16736                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++)
16737                         cur->frame[j]->regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
16738         }
16739
16740         /* all stack frames are accessible from callee, clear them all */
16741         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
16742                 struct bpf_func_state *frame = cur->frame[j];
16743                 struct bpf_func_state *newframe = new->frame[j];
16744
16745                 for (i = 0; i < frame->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
16746                         frame->stack[i].spilled_ptr.live = REG_LIVE_NONE;
16747                         frame->stack[i].spilled_ptr.parent =
16748                                                 &newframe->stack[i].spilled_ptr;
16749                 }
16750         }
16751         return 0;
16752 }
16753
16754 /* Return true if it's OK to have the same insn return a different type. */
16755 static bool reg_type_mismatch_ok(enum bpf_reg_type type)
16756 {
16757         switch (base_type(type)) {
16758         case PTR_TO_CTX:
16759         case PTR_TO_SOCKET:
16760         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
16761         case PTR_TO_TCP_SOCK:
16762         case PTR_TO_XDP_SOCK:
16763         case PTR_TO_BTF_ID:
16764                 return false;
16765         default:
16766                 return true;
16767         }
16768 }
16769
16770 /* If an instruction was previously used with particular pointer types, then we
16771  * need to be careful to avoid cases such as the below, where it may be ok
16772  * for one branch accessing the pointer, but not ok for the other branch:
16773  *
16774  * R1 = sock_ptr
16775  * goto X;
16776  * ...
16777  * R1 = some_other_valid_ptr;
16778  * goto X;
16779  * ...
16780  * R2 = *(u32 *)(R1 + 0);
16781  */
16782 static bool reg_type_mismatch(enum bpf_reg_type src, enum bpf_reg_type prev)
16783 {
16784         return src != prev && (!reg_type_mismatch_ok(src) ||
16785                                !reg_type_mismatch_ok(prev));
16786 }
16787
16788 static int save_aux_ptr_type(struct bpf_verifier_env *env, enum bpf_reg_type type,
16789                              bool allow_trust_missmatch)
16790 {
16791         enum bpf_reg_type *prev_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
16792
16793         if (*prev_type == NOT_INIT) {
16794                 /* Saw a valid insn
16795                  * dst_reg = *(u32 *)(src_reg + off)
16796                  * save type to validate intersecting paths
16797                  */
16798                 *prev_type = type;
16799         } else if (reg_type_mismatch(type, *prev_type)) {
16800                 /* Abuser program is trying to use the same insn
16801                  * dst_reg = *(u32*) (src_reg + off)
16802                  * with different pointer types:
16803                  * src_reg == ctx in one branch and
16804                  * src_reg == stack|map in some other branch.
16805                  * Reject it.
16806                  */
16807                 if (allow_trust_missmatch &&
16808                     base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID &&
16809                     base_type(*prev_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
16810                         /*
16811                          * Have to support a use case when one path through
16812                          * the program yields TRUSTED pointer while another
16813                          * is UNTRUSTED. Fallback to UNTRUSTED to generate
16814                          * BPF_PROBE_MEM/BPF_PROBE_MEMSX.
16815                          */
16816                         *prev_type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED;
16817                 } else {
16818                         verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
16819                         return -EINVAL;
16820                 }
16821         }
16822
16823         return 0;
16824 }
16825
16826 static int do_check(struct bpf_verifier_env *env)
16827 {
16828         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
16829         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
16830         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
16831         struct bpf_reg_state *regs;
16832         int insn_cnt = env->prog->len;
16833         bool do_print_state = false;
16834         int prev_insn_idx = -1;
16835
16836         for (;;) {
16837                 struct bpf_insn *insn;
16838                 u8 class;
16839                 int err;
16840
16841                 env->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
16842                 if (env->insn_idx >= insn_cnt) {
16843                         verbose(env, "invalid insn idx %d insn_cnt %d\n",
16844                                 env->insn_idx, insn_cnt);
16845                         return -EFAULT;
16846                 }
16847
16848                 insn = &insns[env->insn_idx];
16849                 class = BPF_CLASS(insn->code);
16850
16851                 if (++env->insn_processed > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS) {
16852                         verbose(env,
16853                                 "BPF program is too large. Processed %d insn\n",
16854                                 env->insn_processed);
16855                         return -E2BIG;
16856                 }
16857
16858                 state->last_insn_idx = env->prev_insn_idx;
16859
16860                 if (is_prune_point(env, env->insn_idx)) {
16861                         err = is_state_visited(env, env->insn_idx);
16862                         if (err < 0)
16863                                 return err;
16864                         if (err == 1) {
16865                                 /* found equivalent state, can prune the search */
16866                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
16867                                         if (do_print_state)
16868                                                 verbose(env, "\nfrom %d to %d%s: safe\n",
16869                                                         env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
16870                                                         env->cur_state->speculative ?
16871                                                         " (speculative execution)" : "");
16872                                         else
16873                                                 verbose(env, "%d: safe\n", env->insn_idx);
16874                                 }
16875                                 goto process_bpf_exit;
16876                         }
16877                 }
16878
16879                 if (is_jmp_point(env, env->insn_idx)) {
16880                         err = push_jmp_history(env, state);
16881                         if (err)
16882                                 return err;
16883                 }
16884
16885                 if (signal_pending(current))
16886                         return -EAGAIN;
16887
16888                 if (need_resched())
16889                         cond_resched();
16890
16891                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2 && do_print_state) {
16892                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s:",
16893                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
16894                                 env->cur_state->speculative ?
16895                                 " (speculative execution)" : "");
16896                         print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe], true);
16897                         do_print_state = false;
16898                 }
16899
16900                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
16901                         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
16902                                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
16903                                 .cb_print       = verbose,
16904                                 .private_data   = env,
16905                         };
16906
16907                         if (verifier_state_scratched(env))
16908                                 print_insn_state(env, state->frame[state->curframe]);
16909
16910                         verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
16911                         env->prev_log_pos = env->log.end_pos;
16912                         verbose(env, "%d: ", env->insn_idx);
16913                         print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
16914                         env->prev_insn_print_pos = env->log.end_pos - env->prev_log_pos;
16915                         env->prev_log_pos = env->log.end_pos;
16916                 }
16917
16918                 if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
16919                         err = bpf_prog_offload_verify_insn(env, env->insn_idx,
16920                                                            env->prev_insn_idx);
16921                         if (err)
16922                                 return err;
16923                 }
16924
16925                 regs = cur_regs(env);
16926                 sanitize_mark_insn_seen(env);
16927                 prev_insn_idx = env->insn_idx;
16928
16929                 if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
16930                         err = check_alu_op(env, insn);
16931                         if (err)
16932                                 return err;
16933
16934                 } else if (class == BPF_LDX) {
16935                         enum bpf_reg_type src_reg_type;
16936
16937                         /* check for reserved fields is already done */
16938
16939                         /* check src operand */
16940                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
16941                         if (err)
16942                                 return err;
16943
16944                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
16945                         if (err)
16946                                 return err;
16947
16948                         src_reg_type = regs[insn->src_reg].type;
16949
16950                         /* check that memory (src_reg + off) is readable,
16951                          * the state of dst_reg will be updated by this func
16952                          */
16953                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->src_reg,
16954                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
16955                                                BPF_READ, insn->dst_reg, false,
16956                                                BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEMSX);
16957                         if (err)
16958                                 return err;
16959
16960                         err = save_aux_ptr_type(env, src_reg_type, true);
16961                         if (err)
16962                                 return err;
16963                 } else if (class == BPF_STX) {
16964                         enum bpf_reg_type dst_reg_type;
16965
16966                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC) {
16967                                 err = check_atomic(env, env->insn_idx, insn);
16968                                 if (err)
16969                                         return err;
16970                                 env->insn_idx++;
16971                                 continue;
16972                         }
16973
16974                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0) {
16975                                 verbose(env, "BPF_STX uses reserved fields\n");
16976                                 return -EINVAL;
16977                         }
16978
16979                         /* check src1 operand */
16980                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
16981                         if (err)
16982                                 return err;
16983                         /* check src2 operand */
16984                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
16985                         if (err)
16986                                 return err;
16987
16988                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
16989
16990                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
16991                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
16992                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
16993                                                BPF_WRITE, insn->src_reg, false, false);
16994                         if (err)
16995                                 return err;
16996
16997                         err = save_aux_ptr_type(env, dst_reg_type, false);
16998                         if (err)
16999                                 return err;
17000                 } else if (class == BPF_ST) {
17001                         enum bpf_reg_type dst_reg_type;
17002
17003                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM ||
17004                             insn->src_reg != BPF_REG_0) {
17005                                 verbose(env, "BPF_ST uses reserved fields\n");
17006                                 return -EINVAL;
17007                         }
17008                         /* check src operand */
17009                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
17010                         if (err)
17011                                 return err;
17012
17013                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
17014
17015                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
17016                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
17017                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
17018                                                BPF_WRITE, -1, false, false);
17019                         if (err)
17020                                 return err;
17021
17022                         err = save_aux_ptr_type(env, dst_reg_type, false);
17023                         if (err)
17024                                 return err;
17025                 } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
17026                         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
17027
17028                         env->jmps_processed++;
17029                         if (opcode == BPF_CALL) {
17030                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
17031                                     (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL
17032                                      && insn->off != 0) ||
17033                                     (insn->src_reg != BPF_REG_0 &&
17034                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL &&
17035                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) ||
17036                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
17037                                     class == BPF_JMP32) {
17038                                         verbose(env, "BPF_CALL uses reserved fields\n");
17039                                         return -EINVAL;
17040                                 }
17041
17042                                 if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
17043                                         if ((insn->src_reg == BPF_REG_0 && insn->imm != BPF_FUNC_spin_unlock) ||
17044                                             (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL) ||
17045                                             (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL &&
17046                                              (insn->off != 0 || !is_bpf_graph_api_kfunc(insn->imm)))) {
17047                                                 verbose(env, "function calls are not allowed while holding a lock\n");
17048                                                 return -EINVAL;
17049                                         }
17050                                 }
17051                                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
17052                                         err = check_func_call(env, insn, &env->insn_idx);
17053                                 else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
17054                                         err = check_kfunc_call(env, insn, &env->insn_idx);
17055                                 else
17056                                         err = check_helper_call(env, insn, &env->insn_idx);
17057                                 if (err)
17058                                         return err;
17059
17060                                 mark_reg_scratched(env, BPF_REG_0);
17061                         } else if (opcode == BPF_JA) {
17062                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
17063                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
17064                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
17065                                     (class == BPF_JMP && insn->imm != 0) ||
17066                                     (class == BPF_JMP32 && insn->off != 0)) {
17067                                         verbose(env, "BPF_JA uses reserved fields\n");
17068                                         return -EINVAL;
17069                                 }
17070
17071                                 if (class == BPF_JMP)
17072                                         env->insn_idx += insn->off + 1;
17073                                 else
17074                                         env->insn_idx += insn->imm + 1;
17075                                 continue;
17076
17077                         } else if (opcode == BPF_EXIT) {
17078                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
17079                                     insn->imm != 0 ||
17080                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
17081                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
17082                                     class == BPF_JMP32) {
17083                                         verbose(env, "BPF_EXIT uses reserved fields\n");
17084                                         return -EINVAL;
17085                                 }
17086
17087                                 if (env->cur_state->active_lock.ptr &&
17088                                     !in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
17089                                         verbose(env, "bpf_spin_unlock is missing\n");
17090                                         return -EINVAL;
17091                                 }
17092
17093                                 if (env->cur_state->active_rcu_lock &&
17094                                     !in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
17095                                         verbose(env, "bpf_rcu_read_unlock is missing\n");
17096                                         return -EINVAL;
17097                                 }
17098
17099                                 /* We must do check_reference_leak here before
17100                                  * prepare_func_exit to handle the case when
17101                                  * state->curframe > 0, it may be a callback
17102                                  * function, for which reference_state must
17103                                  * match caller reference state when it exits.
17104                                  */
17105                                 err = check_reference_leak(env);
17106                                 if (err)
17107                                         return err;
17108
17109                                 if (state->curframe) {
17110                                         /* exit from nested function */
17111                                         err = prepare_func_exit(env, &env->insn_idx);
17112                                         if (err)
17113                                                 return err;
17114                                         do_print_state = true;
17115                                         continue;
17116                                 }
17117
17118                                 err = check_return_code(env);
17119                                 if (err)
17120                                         return err;
17121 process_bpf_exit:
17122                                 mark_verifier_state_scratched(env);
17123                                 update_branch_counts(env, env->cur_state);
17124                                 err = pop_stack(env, &prev_insn_idx,
17125                                                 &env->insn_idx, pop_log);
17126                                 if (err < 0) {
17127                                         if (err != -ENOENT)
17128                                                 return err;
17129                                         break;
17130                                 } else {
17131                                         do_print_state = true;
17132                                         continue;
17133                                 }
17134                         } else {
17135                                 err = check_cond_jmp_op(env, insn, &env->insn_idx);
17136                                 if (err)
17137                                         return err;
17138                         }
17139                 } else if (class == BPF_LD) {
17140                         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
17141
17142                         if (mode == BPF_ABS || mode == BPF_IND) {
17143                                 err = check_ld_abs(env, insn);
17144                                 if (err)
17145                                         return err;
17146
17147                         } else if (mode == BPF_IMM) {
17148                                 err = check_ld_imm(env, insn);
17149                                 if (err)
17150                                         return err;
17151
17152                                 env->insn_idx++;
17153                                 sanitize_mark_insn_seen(env);
17154                         } else {
17155                                 verbose(env, "invalid BPF_LD mode\n");
17156                                 return -EINVAL;
17157                         }
17158                 } else {
17159                         verbose(env, "unknown insn class %d\n", class);
17160                         return -EINVAL;
17161                 }
17162
17163                 env->insn_idx++;
17164         }
17165
17166         return 0;
17167 }
17168
17169 static int find_btf_percpu_datasec(struct btf *btf)
17170 {
17171         const struct btf_type *t;
17172         const char *tname;
17173         int i, n;
17174
17175         /*
17176          * Both vmlinux and module each have their own ".data..percpu"
17177          * DATASECs in BTF. So for module's case, we need to skip vmlinux BTF
17178          * types to look at only module's own BTF types.
17179          */
17180         n = btf_nr_types(btf);
17181         if (btf_is_module(btf))
17182                 i = btf_nr_types(btf_vmlinux);
17183         else
17184                 i = 1;
17185
17186         for(; i < n; i++) {
17187                 t = btf_type_by_id(btf, i);
17188                 if (BTF_INFO_KIND(t->info) != BTF_KIND_DATASEC)
17189                         continue;
17190
17191                 tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
17192                 if (!strcmp(tname, ".data..percpu"))
17193                         return i;
17194         }
17195
17196         return -ENOENT;
17197 }
17198
17199 /* replace pseudo btf_id with kernel symbol address */
17200 static int check_pseudo_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
17201                                struct bpf_insn *insn,
17202                                struct bpf_insn_aux_data *aux)
17203 {
17204         const struct btf_var_secinfo *vsi;
17205         const struct btf_type *datasec;
17206         struct btf_mod_pair *btf_mod;
17207         const struct btf_type *t;
17208         const char *sym_name;
17209         bool percpu = false;
17210         u32 type, id = insn->imm;
17211         struct btf *btf;
17212         s32 datasec_id;
17213         u64 addr;
17214         int i, btf_fd, err;
17215
17216         btf_fd = insn[1].imm;
17217         if (btf_fd) {
17218                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
17219                 if (IS_ERR(btf)) {
17220                         verbose(env, "invalid module BTF object FD specified.\n");
17221                         return -EINVAL;
17222                 }
17223         } else {
17224                 if (!btf_vmlinux) {
17225                         verbose(env, "kernel is missing BTF, make sure CONFIG_DEBUG_INFO_BTF=y is specified in Kconfig.\n");
17226                         return -EINVAL;
17227                 }
17228                 btf = btf_vmlinux;
17229                 btf_get(btf);
17230         }
17231
17232         t = btf_type_by_id(btf, id);
17233         if (!t) {
17234                 verbose(env, "ldimm64 insn specifies invalid btf_id %d.\n", id);
17235                 err = -ENOENT;
17236                 goto err_put;
17237         }
17238
17239         if (!btf_type_is_var(t) && !btf_type_is_func(t)) {
17240                 verbose(env, "pseudo btf_id %d in ldimm64 isn't KIND_VAR or KIND_FUNC\n", id);
17241                 err = -EINVAL;
17242                 goto err_put;
17243         }
17244
17245         sym_name = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
17246         addr = kallsyms_lookup_name(sym_name);
17247         if (!addr) {
17248                 verbose(env, "ldimm64 failed to find the address for kernel symbol '%s'.\n",
17249                         sym_name);
17250                 err = -ENOENT;
17251                 goto err_put;
17252         }
17253         insn[0].imm = (u32)addr;
17254         insn[1].imm = addr >> 32;
17255
17256         if (btf_type_is_func(t)) {
17257                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
17258                 aux->btf_var.mem_size = 0;
17259                 goto check_btf;
17260         }
17261
17262         datasec_id = find_btf_percpu_datasec(btf);
17263         if (datasec_id > 0) {
17264                 datasec = btf_type_by_id(btf, datasec_id);
17265                 for_each_vsi(i, datasec, vsi) {
17266                         if (vsi->type == id) {
17267                                 percpu = true;
17268                                 break;
17269                         }
17270                 }
17271         }
17272
17273         type = t->type;
17274         t = btf_type_skip_modifiers(btf, type, NULL);
17275         if (percpu) {
17276                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU;
17277                 aux->btf_var.btf = btf;
17278                 aux->btf_var.btf_id = type;
17279         } else if (!btf_type_is_struct(t)) {
17280                 const struct btf_type *ret;
17281                 const char *tname;
17282                 u32 tsize;
17283
17284                 /* resolve the type size of ksym. */
17285                 ret = btf_resolve_size(btf, t, &tsize);
17286                 if (IS_ERR(ret)) {
17287                         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
17288                         verbose(env, "ldimm64 unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
17289                                 tname, PTR_ERR(ret));
17290                         err = -EINVAL;
17291                         goto err_put;
17292                 }
17293                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
17294                 aux->btf_var.mem_size = tsize;
17295         } else {
17296                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID;
17297                 aux->btf_var.btf = btf;
17298                 aux->btf_var.btf_id = type;
17299         }
17300 check_btf:
17301         /* check whether we recorded this BTF (and maybe module) already */
17302         for (i = 0; i < env->used_btf_cnt; i++) {
17303                 if (env->used_btfs[i].btf == btf) {
17304                         btf_put(btf);
17305                         return 0;
17306                 }
17307         }
17308
17309         if (env->used_btf_cnt >= MAX_USED_BTFS) {
17310                 err = -E2BIG;
17311                 goto err_put;
17312         }
17313
17314         btf_mod = &env->used_btfs[env->used_btf_cnt];
17315         btf_mod->btf = btf;
17316         btf_mod->module = NULL;
17317
17318         /* if we reference variables from kernel module, bump its refcount */
17319         if (btf_is_module(btf)) {
17320                 btf_mod->module = btf_try_get_module(btf);
17321                 if (!btf_mod->module) {
17322                         err = -ENXIO;
17323                         goto err_put;
17324                 }
17325         }
17326
17327         env->used_btf_cnt++;
17328
17329         return 0;
17330 err_put:
17331         btf_put(btf);
17332         return err;
17333 }
17334
17335 static bool is_tracing_prog_type(enum bpf_prog_type type)
17336 {
17337         switch (type) {
17338         case BPF_PROG_TYPE_KPROBE:
17339         case BPF_PROG_TYPE_TRACEPOINT:
17340         case BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT:
17341         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
17342         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT_WRITABLE:
17343                 return true;
17344         default:
17345                 return false;
17346         }
17347 }
17348
17349 static int check_map_prog_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
17350                                         struct bpf_map *map,
17351                                         struct bpf_prog *prog)
17352
17353 {
17354         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
17355
17356         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_LIST_HEAD) ||
17357             btf_record_has_field(map->record, BPF_RB_ROOT)) {
17358                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
17359                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_{list_head,rb_root} yet\n");
17360                         return -EINVAL;
17361                 }
17362         }
17363
17364         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_SPIN_LOCK)) {
17365                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER) {
17366                         verbose(env, "socket filter progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
17367                         return -EINVAL;
17368                 }
17369
17370                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
17371                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
17372                         return -EINVAL;
17373                 }
17374         }
17375
17376         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_TIMER)) {
17377                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
17378                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_timer yet\n");
17379                         return -EINVAL;
17380                 }
17381         }
17382
17383         if ((bpf_prog_is_offloaded(prog->aux) || bpf_map_is_offloaded(map)) &&
17384             !bpf_offload_prog_map_match(prog, map)) {
17385                 verbose(env, "offload device mismatch between prog and map\n");
17386                 return -EINVAL;
17387         }
17388
17389         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_STRUCT_OPS) {
17390                 verbose(env, "bpf_struct_ops map cannot be used in prog\n");
17391                 return -EINVAL;
17392         }
17393
17394         if (prog->aux->sleepable)
17395                 switch (map->map_type) {
17396                 case BPF_MAP_TYPE_HASH:
17397                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH:
17398                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY:
17399                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH:
17400                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY:
17401                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH:
17402                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
17403                 case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
17404                 case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
17405                 case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
17406                 case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
17407                 case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
17408                 case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
17409                 case BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE:
17410                         break;
17411                 default:
17412                         verbose(env,
17413                                 "Sleepable programs can only use array, hash, ringbuf and local storage maps\n");
17414                         return -EINVAL;
17415                 }
17416
17417         return 0;
17418 }
17419
17420 static bool bpf_map_is_cgroup_storage(struct bpf_map *map)
17421 {
17422         return (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE ||
17423                 map->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE);
17424 }
17425
17426 /* find and rewrite pseudo imm in ld_imm64 instructions:
17427  *
17428  * 1. if it accesses map FD, replace it with actual map pointer.
17429  * 2. if it accesses btf_id of a VAR, replace it with pointer to the var.
17430  *
17431  * NOTE: btf_vmlinux is required for converting pseudo btf_id.
17432  */
17433 static int resolve_pseudo_ldimm64(struct bpf_verifier_env *env)
17434 {
17435         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17436         int insn_cnt = env->prog->len;
17437         int i, j, err;
17438
17439         err = bpf_prog_calc_tag(env->prog);
17440         if (err)
17441                 return err;
17442
17443         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
17444                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
17445                     ((BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM && BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEMSX) ||
17446                     insn->imm != 0)) {
17447                         verbose(env, "BPF_LDX uses reserved fields\n");
17448                         return -EINVAL;
17449                 }
17450
17451                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW)) {
17452                         struct bpf_insn_aux_data *aux;
17453                         struct bpf_map *map;
17454                         struct fd f;
17455                         u64 addr;
17456                         u32 fd;
17457
17458                         if (i == insn_cnt - 1 || insn[1].code != 0 ||
17459                             insn[1].dst_reg != 0 || insn[1].src_reg != 0 ||
17460                             insn[1].off != 0) {
17461                                 verbose(env, "invalid bpf_ld_imm64 insn\n");
17462                                 return -EINVAL;
17463                         }
17464
17465                         if (insn[0].src_reg == 0)
17466                                 /* valid generic load 64-bit imm */
17467                                 goto next_insn;
17468
17469                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
17470                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
17471                                 err = check_pseudo_btf_id(env, insn, aux);
17472                                 if (err)
17473                                         return err;
17474                                 goto next_insn;
17475                         }
17476
17477                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
17478                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
17479                                 aux->ptr_type = PTR_TO_FUNC;
17480                                 goto next_insn;
17481                         }
17482
17483                         /* In final convert_pseudo_ld_imm64() step, this is
17484                          * converted into regular 64-bit imm load insn.
17485                          */
17486                         switch (insn[0].src_reg) {
17487                         case BPF_PSEUDO_MAP_VALUE:
17488                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
17489                                 break;
17490                         case BPF_PSEUDO_MAP_FD:
17491                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
17492                                 if (insn[1].imm == 0)
17493                                         break;
17494                                 fallthrough;
17495                         default:
17496                                 verbose(env, "unrecognized bpf_ld_imm64 insn\n");
17497                                 return -EINVAL;
17498                         }
17499
17500                         switch (insn[0].src_reg) {
17501                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
17502                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
17503                                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
17504                                         verbose(env, "fd_idx without fd_array is invalid\n");
17505                                         return -EPROTO;
17506                                 }
17507                                 if (copy_from_bpfptr_offset(&fd, env->fd_array,
17508                                                             insn[0].imm * sizeof(fd),
17509                                                             sizeof(fd)))
17510                                         return -EFAULT;
17511                                 break;
17512                         default:
17513                                 fd = insn[0].imm;
17514                                 break;
17515                         }
17516
17517                         f = fdget(fd);
17518                         map = __bpf_map_get(f);
17519                         if (IS_ERR(map)) {
17520                                 verbose(env, "fd %d is not pointing to valid bpf_map\n",
17521                                         insn[0].imm);
17522                                 return PTR_ERR(map);
17523                         }
17524
17525                         err = check_map_prog_compatibility(env, map, env->prog);
17526                         if (err) {
17527                                 fdput(f);
17528                                 return err;
17529                         }
17530
17531                         aux = &env->insn_aux_data[i];
17532                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
17533                             insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
17534                                 addr = (unsigned long)map;
17535                         } else {
17536                                 u32 off = insn[1].imm;
17537
17538                                 if (off >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
17539                                         verbose(env, "direct value offset of %u is not allowed\n", off);
17540                                         fdput(f);
17541                                         return -EINVAL;
17542                                 }
17543
17544                                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
17545                                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
17546                                         fdput(f);
17547                                         return -EINVAL;
17548                                 }
17549
17550                                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
17551                                 if (err) {
17552                                         verbose(env, "invalid access to map value pointer, value_size=%u off=%u\n",
17553                                                 map->value_size, off);
17554                                         fdput(f);
17555                                         return err;
17556                                 }
17557
17558                                 aux->map_off = off;
17559                                 addr += off;
17560                         }
17561
17562                         insn[0].imm = (u32)addr;
17563                         insn[1].imm = addr >> 32;
17564
17565                         /* check whether we recorded this map already */
17566                         for (j = 0; j < env->used_map_cnt; j++) {
17567                                 if (env->used_maps[j] == map) {
17568                                         aux->map_index = j;
17569                                         fdput(f);
17570                                         goto next_insn;
17571                                 }
17572                         }
17573
17574                         if (env->used_map_cnt >= MAX_USED_MAPS) {
17575                                 fdput(f);
17576                                 return -E2BIG;
17577                         }
17578
17579                         /* hold the map. If the program is rejected by verifier,
17580                          * the map will be released by release_maps() or it
17581                          * will be used by the valid program until it's unloaded
17582                          * and all maps are released in free_used_maps()
17583                          */
17584                         bpf_map_inc(map);
17585
17586                         aux->map_index = env->used_map_cnt;
17587                         env->used_maps[env->used_map_cnt++] = map;
17588
17589                         if (bpf_map_is_cgroup_storage(map) &&
17590                             bpf_cgroup_storage_assign(env->prog->aux, map)) {
17591                                 verbose(env, "only one cgroup storage of each type is allowed\n");
17592                                 fdput(f);
17593                                 return -EBUSY;
17594                         }
17595
17596                         fdput(f);
17597 next_insn:
17598                         insn++;
17599                         i++;
17600                         continue;
17601                 }
17602
17603                 /* Basic sanity check before we invest more work here. */
17604                 if (!bpf_opcode_in_insntable(insn->code)) {
17605                         verbose(env, "unknown opcode %02x\n", insn->code);
17606                         return -EINVAL;
17607                 }
17608         }
17609
17610         /* now all pseudo BPF_LD_IMM64 instructions load valid
17611          * 'struct bpf_map *' into a register instead of user map_fd.
17612          * These pointers will be used later by verifier to validate map access.
17613          */
17614         return 0;
17615 }
17616
17617 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
17618 static void release_maps(struct bpf_verifier_env *env)
17619 {
17620         __bpf_free_used_maps(env->prog->aux, env->used_maps,
17621                              env->used_map_cnt);
17622 }
17623
17624 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
17625 static void release_btfs(struct bpf_verifier_env *env)
17626 {
17627         __bpf_free_used_btfs(env->prog->aux, env->used_btfs,
17628                              env->used_btf_cnt);
17629 }
17630
17631 /* convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic BPF_LD_IMM64 */
17632 static void convert_pseudo_ld_imm64(struct bpf_verifier_env *env)
17633 {
17634         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17635         int insn_cnt = env->prog->len;
17636         int i;
17637
17638         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
17639                 if (insn->code != (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW))
17640                         continue;
17641                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC)
17642                         continue;
17643                 insn->src_reg = 0;
17644         }
17645 }
17646
17647 /* single env->prog->insni[off] instruction was replaced with the range
17648  * insni[off, off + cnt).  Adjust corresponding insn_aux_data by copying
17649  * [0, off) and [off, end) to new locations, so the patched range stays zero
17650  */
17651 static void adjust_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env,
17652                                  struct bpf_insn_aux_data *new_data,
17653                                  struct bpf_prog *new_prog, u32 off, u32 cnt)
17654 {
17655         struct bpf_insn_aux_data *old_data = env->insn_aux_data;
17656         struct bpf_insn *insn = new_prog->insnsi;
17657         u32 old_seen = old_data[off].seen;
17658         u32 prog_len;
17659         int i;
17660
17661         /* aux info at OFF always needs adjustment, no matter fast path
17662          * (cnt == 1) is taken or not. There is no guarantee INSN at OFF is the
17663          * original insn at old prog.
17664          */
17665         old_data[off].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + off + cnt - 1);
17666
17667         if (cnt == 1)
17668                 return;
17669         prog_len = new_prog->len;
17670
17671         memcpy(new_data, old_data, sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * off);
17672         memcpy(new_data + off + cnt - 1, old_data + off,
17673                sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * (prog_len - off - cnt + 1));
17674         for (i = off; i < off + cnt - 1; i++) {
17675                 /* Expand insni[off]'s seen count to the patched range. */
17676                 new_data[i].seen = old_seen;
17677                 new_data[i].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + i);
17678         }
17679         env->insn_aux_data = new_data;
17680         vfree(old_data);
17681 }
17682
17683 static void adjust_subprog_starts(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 len)
17684 {
17685         int i;
17686
17687         if (len == 1)
17688                 return;
17689         /* NOTE: fake 'exit' subprog should be updated as well. */
17690         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++) {
17691                 if (env->subprog_info[i].start <= off)
17692                         continue;
17693                 env->subprog_info[i].start += len - 1;
17694         }
17695 }
17696
17697 static void adjust_poke_descs(struct bpf_prog *prog, u32 off, u32 len)
17698 {
17699         struct bpf_jit_poke_descriptor *tab = prog->aux->poke_tab;
17700         int i, sz = prog->aux->size_poke_tab;
17701         struct bpf_jit_poke_descriptor *desc;
17702
17703         for (i = 0; i < sz; i++) {
17704                 desc = &tab[i];
17705                 if (desc->insn_idx <= off)
17706                         continue;
17707                 desc->insn_idx += len - 1;
17708         }
17709 }
17710
17711 static struct bpf_prog *bpf_patch_insn_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
17712                                             const struct bpf_insn *patch, u32 len)
17713 {
17714         struct bpf_prog *new_prog;
17715         struct bpf_insn_aux_data *new_data = NULL;
17716
17717         if (len > 1) {
17718                 new_data = vzalloc(array_size(env->prog->len + len - 1,
17719                                               sizeof(struct bpf_insn_aux_data)));
17720                 if (!new_data)
17721                         return NULL;
17722         }
17723
17724         new_prog = bpf_patch_insn_single(env->prog, off, patch, len);
17725         if (IS_ERR(new_prog)) {
17726                 if (PTR_ERR(new_prog) == -ERANGE)
17727                         verbose(env,
17728                                 "insn %d cannot be patched due to 16-bit range\n",
17729                                 env->insn_aux_data[off].orig_idx);
17730                 vfree(new_data);
17731                 return NULL;
17732         }
17733         adjust_insn_aux_data(env, new_data, new_prog, off, len);
17734         adjust_subprog_starts(env, off, len);
17735         adjust_poke_descs(new_prog, off, len);
17736         return new_prog;
17737 }
17738
17739 static int adjust_subprog_starts_after_remove(struct bpf_verifier_env *env,
17740                                               u32 off, u32 cnt)
17741 {
17742         int i, j;
17743
17744         /* find first prog starting at or after off (first to remove) */
17745         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
17746                 if (env->subprog_info[i].start >= off)
17747                         break;
17748         /* find first prog starting at or after off + cnt (first to stay) */
17749         for (j = i; j < env->subprog_cnt; j++)
17750                 if (env->subprog_info[j].start >= off + cnt)
17751                         break;
17752         /* if j doesn't start exactly at off + cnt, we are just removing
17753          * the front of previous prog
17754          */
17755         if (env->subprog_info[j].start != off + cnt)
17756                 j--;
17757
17758         if (j > i) {
17759                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
17760                 int move;
17761
17762                 /* move fake 'exit' subprog as well */
17763                 move = env->subprog_cnt + 1 - j;
17764
17765                 memmove(env->subprog_info + i,
17766                         env->subprog_info + j,
17767                         sizeof(*env->subprog_info) * move);
17768                 env->subprog_cnt -= j - i;
17769
17770                 /* remove func_info */
17771                 if (aux->func_info) {
17772                         move = aux->func_info_cnt - j;
17773
17774                         memmove(aux->func_info + i,
17775                                 aux->func_info + j,
17776                                 sizeof(*aux->func_info) * move);
17777                         aux->func_info_cnt -= j - i;
17778                         /* func_info->insn_off is set after all code rewrites,
17779                          * in adjust_btf_func() - no need to adjust
17780                          */
17781                 }
17782         } else {
17783                 /* convert i from "first prog to remove" to "first to adjust" */
17784                 if (env->subprog_info[i].start == off)
17785                         i++;
17786         }
17787
17788         /* update fake 'exit' subprog as well */
17789         for (; i <= env->subprog_cnt; i++)
17790                 env->subprog_info[i].start -= cnt;
17791
17792         return 0;
17793 }
17794
17795 static int bpf_adj_linfo_after_remove(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
17796                                       u32 cnt)
17797 {
17798         struct bpf_prog *prog = env->prog;
17799         u32 i, l_off, l_cnt, nr_linfo;
17800         struct bpf_line_info *linfo;
17801
17802         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
17803         if (!nr_linfo)
17804                 return 0;
17805
17806         linfo = prog->aux->linfo;
17807
17808         /* find first line info to remove, count lines to be removed */
17809         for (i = 0; i < nr_linfo; i++)
17810                 if (linfo[i].insn_off >= off)
17811                         break;
17812
17813         l_off = i;
17814         l_cnt = 0;
17815         for (; i < nr_linfo; i++)
17816                 if (linfo[i].insn_off < off + cnt)
17817                         l_cnt++;
17818                 else
17819                         break;
17820
17821         /* First live insn doesn't match first live linfo, it needs to "inherit"
17822          * last removed linfo.  prog is already modified, so prog->len == off
17823          * means no live instructions after (tail of the program was removed).
17824          */
17825         if (prog->len != off && l_cnt &&
17826             (i == nr_linfo || linfo[i].insn_off != off + cnt)) {
17827                 l_cnt--;
17828                 linfo[--i].insn_off = off + cnt;
17829         }
17830
17831         /* remove the line info which refer to the removed instructions */
17832         if (l_cnt) {
17833                 memmove(linfo + l_off, linfo + i,
17834                         sizeof(*linfo) * (nr_linfo - i));
17835
17836                 prog->aux->nr_linfo -= l_cnt;
17837                 nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
17838         }
17839
17840         /* pull all linfo[i].insn_off >= off + cnt in by cnt */
17841         for (i = l_off; i < nr_linfo; i++)
17842                 linfo[i].insn_off -= cnt;
17843
17844         /* fix up all subprogs (incl. 'exit') which start >= off */
17845         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++)
17846                 if (env->subprog_info[i].linfo_idx > l_off) {
17847                         /* program may have started in the removed region but
17848                          * may not be fully removed
17849                          */
17850                         if (env->subprog_info[i].linfo_idx >= l_off + l_cnt)
17851                                 env->subprog_info[i].linfo_idx -= l_cnt;
17852                         else
17853                                 env->subprog_info[i].linfo_idx = l_off;
17854                 }
17855
17856         return 0;
17857 }
17858
17859 static int verifier_remove_insns(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 cnt)
17860 {
17861         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17862         unsigned int orig_prog_len = env->prog->len;
17863         int err;
17864
17865         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
17866                 bpf_prog_offload_remove_insns(env, off, cnt);
17867
17868         err = bpf_remove_insns(env->prog, off, cnt);
17869         if (err)
17870                 return err;
17871
17872         err = adjust_subprog_starts_after_remove(env, off, cnt);
17873         if (err)
17874                 return err;
17875
17876         err = bpf_adj_linfo_after_remove(env, off, cnt);
17877         if (err)
17878                 return err;
17879
17880         memmove(aux_data + off, aux_data + off + cnt,
17881                 sizeof(*aux_data) * (orig_prog_len - off - cnt));
17882
17883         return 0;
17884 }
17885
17886 /* The verifier does more data flow analysis than llvm and will not
17887  * explore branches that are dead at run time. Malicious programs can
17888  * have dead code too. Therefore replace all dead at-run-time code
17889  * with 'ja -1'.
17890  *
17891  * Just nops are not optimal, e.g. if they would sit at the end of the
17892  * program and through another bug we would manage to jump there, then
17893  * we'd execute beyond program memory otherwise. Returning exception
17894  * code also wouldn't work since we can have subprogs where the dead
17895  * code could be located.
17896  */
17897 static void sanitize_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
17898 {
17899         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17900         struct bpf_insn trap = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, -1);
17901         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17902         const int insn_cnt = env->prog->len;
17903         int i;
17904
17905         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
17906                 if (aux_data[i].seen)
17907                         continue;
17908                 memcpy(insn + i, &trap, sizeof(trap));
17909                 aux_data[i].zext_dst = false;
17910         }
17911 }
17912
17913 static bool insn_is_cond_jump(u8 code)
17914 {
17915         u8 op;
17916
17917         op = BPF_OP(code);
17918         if (BPF_CLASS(code) == BPF_JMP32)
17919                 return op != BPF_JA;
17920
17921         if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP)
17922                 return false;
17923
17924         return op != BPF_JA && op != BPF_EXIT && op != BPF_CALL;
17925 }
17926
17927 static void opt_hard_wire_dead_code_branches(struct bpf_verifier_env *env)
17928 {
17929         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17930         struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
17931         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17932         const int insn_cnt = env->prog->len;
17933         int i;
17934
17935         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
17936                 if (!insn_is_cond_jump(insn->code))
17937                         continue;
17938
17939                 if (!aux_data[i + 1].seen)
17940                         ja.off = insn->off;
17941                 else if (!aux_data[i + 1 + insn->off].seen)
17942                         ja.off = 0;
17943                 else
17944                         continue;
17945
17946                 if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
17947                         bpf_prog_offload_replace_insn(env, i, &ja);
17948
17949                 memcpy(insn, &ja, sizeof(ja));
17950         }
17951 }
17952
17953 static int opt_remove_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
17954 {
17955         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17956         int insn_cnt = env->prog->len;
17957         int i, err;
17958
17959         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
17960                 int j;
17961
17962                 j = 0;
17963                 while (i + j < insn_cnt && !aux_data[i + j].seen)
17964                         j++;
17965                 if (!j)
17966                         continue;
17967
17968                 err = verifier_remove_insns(env, i, j);
17969                 if (err)
17970                         return err;
17971                 insn_cnt = env->prog->len;
17972         }
17973
17974         return 0;
17975 }
17976
17977 static int opt_remove_nops(struct bpf_verifier_env *env)
17978 {
17979         const struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
17980         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17981         int insn_cnt = env->prog->len;
17982         int i, err;
17983
17984         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
17985                 if (memcmp(&insn[i], &ja, sizeof(ja)))
17986                         continue;
17987
17988                 err = verifier_remove_insns(env, i, 1);
17989                 if (err)
17990                         return err;
17991                 insn_cnt--;
17992                 i--;
17993         }
17994
17995         return 0;
17996 }
17997
17998 static int opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(struct bpf_verifier_env *env,
17999                                          const union bpf_attr *attr)
18000 {
18001         struct bpf_insn *patch, zext_patch[2], rnd_hi32_patch[4];
18002         struct bpf_insn_aux_data *aux = env->insn_aux_data;
18003         int i, patch_len, delta = 0, len = env->prog->len;
18004         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
18005         struct bpf_prog *new_prog;
18006         bool rnd_hi32;
18007
18008         rnd_hi32 = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_RND_HI32;
18009         zext_patch[1] = BPF_ZEXT_REG(0);
18010         rnd_hi32_patch[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, 0);
18011         rnd_hi32_patch[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_AX, 32);
18012         rnd_hi32_patch[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, 0, BPF_REG_AX);
18013         for (i = 0; i < len; i++) {
18014                 int adj_idx = i + delta;
18015                 struct bpf_insn insn;
18016                 int load_reg;
18017
18018                 insn = insns[adj_idx];
18019                 load_reg = insn_def_regno(&insn);
18020                 if (!aux[adj_idx].zext_dst) {
18021                         u8 code, class;
18022                         u32 imm_rnd;
18023
18024                         if (!rnd_hi32)
18025                                 continue;
18026
18027                         code = insn.code;
18028                         class = BPF_CLASS(code);
18029                         if (load_reg == -1)
18030                                 continue;
18031
18032                         /* NOTE: arg "reg" (the fourth one) is only used for
18033                          *       BPF_STX + SRC_OP, so it is safe to pass NULL
18034                          *       here.
18035                          */
18036                         if (is_reg64(env, &insn, load_reg, NULL, DST_OP)) {
18037                                 if (class == BPF_LD &&
18038                                     BPF_MODE(code) == BPF_IMM)
18039                                         i++;
18040                                 continue;
18041                         }
18042
18043                         /* ctx load could be transformed into wider load. */
18044                         if (class == BPF_LDX &&
18045                             aux[adj_idx].ptr_type == PTR_TO_CTX)
18046                                 continue;
18047
18048                         imm_rnd = get_random_u32();
18049                         rnd_hi32_patch[0] = insn;
18050                         rnd_hi32_patch[1].imm = imm_rnd;
18051                         rnd_hi32_patch[3].dst_reg = load_reg;
18052                         patch = rnd_hi32_patch;
18053                         patch_len = 4;
18054                         goto apply_patch_buffer;
18055                 }
18056
18057                 /* Add in an zero-extend instruction if a) the JIT has requested
18058                  * it or b) it's a CMPXCHG.
18059                  *
18060                  * The latter is because: BPF_CMPXCHG always loads a value into
18061                  * R0, therefore always zero-extends. However some archs'
18062                  * equivalent instruction only does this load when the
18063                  * comparison is successful. This detail of CMPXCHG is
18064                  * orthogonal to the general zero-extension behaviour of the
18065                  * CPU, so it's treated independently of bpf_jit_needs_zext.
18066                  */
18067                 if (!bpf_jit_needs_zext() && !is_cmpxchg_insn(&insn))
18068                         continue;
18069
18070                 /* Zero-extension is done by the caller. */
18071                 if (bpf_pseudo_kfunc_call(&insn))
18072                         continue;
18073
18074                 if (WARN_ON(load_reg == -1)) {
18075                         verbose(env, "verifier bug. zext_dst is set, but no reg is defined\n");
18076                         return -EFAULT;
18077                 }
18078
18079                 zext_patch[0] = insn;
18080                 zext_patch[1].dst_reg = load_reg;
18081                 zext_patch[1].src_reg = load_reg;
18082                 patch = zext_patch;
18083                 patch_len = 2;
18084 apply_patch_buffer:
18085                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, adj_idx, patch, patch_len);
18086                 if (!new_prog)
18087                         return -ENOMEM;
18088                 env->prog = new_prog;
18089                 insns = new_prog->insnsi;
18090                 aux = env->insn_aux_data;
18091                 delta += patch_len - 1;
18092         }
18093
18094         return 0;
18095 }
18096
18097 /* convert load instructions that access fields of a context type into a
18098  * sequence of instructions that access fields of the underlying structure:
18099  *     struct __sk_buff    -> struct sk_buff
18100  *     struct bpf_sock_ops -> struct sock
18101  */
18102 static int convert_ctx_accesses(struct bpf_verifier_env *env)
18103 {
18104         const struct bpf_verifier_ops *ops = env->ops;
18105         int i, cnt, size, ctx_field_size, delta = 0;
18106         const int insn_cnt = env->prog->len;
18107         struct bpf_insn insn_buf[16], *insn;
18108         u32 target_size, size_default, off;
18109         struct bpf_prog *new_prog;
18110         enum bpf_access_type type;
18111         bool is_narrower_load;
18112
18113         if (ops->gen_prologue || env->seen_direct_write) {
18114                 if (!ops->gen_prologue) {
18115                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18116                         return -EINVAL;
18117                 }
18118                 cnt = ops->gen_prologue(insn_buf, env->seen_direct_write,
18119                                         env->prog);
18120                 if (cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
18121                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18122                         return -EINVAL;
18123                 } else if (cnt) {
18124                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
18125                         if (!new_prog)
18126                                 return -ENOMEM;
18127
18128                         env->prog = new_prog;
18129                         delta += cnt - 1;
18130                 }
18131         }
18132
18133         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
18134                 return 0;
18135
18136         insn = env->prog->insnsi + delta;
18137
18138         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
18139                 bpf_convert_ctx_access_t convert_ctx_access;
18140                 u8 mode;
18141
18142                 if (insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B) ||
18143                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H) ||
18144                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W) ||
18145                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
18146                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEMSX | BPF_B) ||
18147                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEMSX | BPF_H) ||
18148                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEMSX | BPF_W)) {
18149                         type = BPF_READ;
18150                 } else if (insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B) ||
18151                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H) ||
18152                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W) ||
18153                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
18154                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B) ||
18155                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H) ||
18156                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W) ||
18157                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW)) {
18158                         type = BPF_WRITE;
18159                 } else {
18160                         continue;
18161                 }
18162
18163                 if (type == BPF_WRITE &&
18164                     env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_spill) {
18165                         struct bpf_insn patch[] = {
18166                                 *insn,
18167                                 BPF_ST_NOSPEC(),
18168                         };
18169
18170                         cnt = ARRAY_SIZE(patch);
18171                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patch, cnt);
18172                         if (!new_prog)
18173                                 return -ENOMEM;
18174
18175                         delta    += cnt - 1;
18176                         env->prog = new_prog;
18177                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18178                         continue;
18179                 }
18180
18181                 switch ((int)env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type) {
18182                 case PTR_TO_CTX:
18183                         if (!ops->convert_ctx_access)
18184                                 continue;
18185                         convert_ctx_access = ops->convert_ctx_access;
18186                         break;
18187                 case PTR_TO_SOCKET:
18188                 case PTR_TO_SOCK_COMMON:
18189                         convert_ctx_access = bpf_sock_convert_ctx_access;
18190                         break;
18191                 case PTR_TO_TCP_SOCK:
18192                         convert_ctx_access = bpf_tcp_sock_convert_ctx_access;
18193                         break;
18194                 case PTR_TO_XDP_SOCK:
18195                         convert_ctx_access = bpf_xdp_sock_convert_ctx_access;
18196                         break;
18197                 case PTR_TO_BTF_ID:
18198                 case PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED:
18199                 /* PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC always has a valid lifetime, unlike
18200                  * PTR_TO_BTF_ID, and an active ref_obj_id, but the same cannot
18201                  * be said once it is marked PTR_UNTRUSTED, hence we must handle
18202                  * any faults for loads into such types. BPF_WRITE is disallowed
18203                  * for this case.
18204                  */
18205                 case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_UNTRUSTED:
18206                         if (type == BPF_READ) {
18207                                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEM)
18208                                         insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM |
18209                                                      BPF_SIZE((insn)->code);
18210                                 else
18211                                         insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEMSX |
18212                                                      BPF_SIZE((insn)->code);
18213                                 env->prog->aux->num_exentries++;
18214                         }
18215                         continue;
18216                 default:
18217                         continue;
18218                 }
18219
18220                 ctx_field_size = env->insn_aux_data[i + delta].ctx_field_size;
18221                 size = BPF_LDST_BYTES(insn);
18222                 mode = BPF_MODE(insn->code);
18223
18224                 /* If the read access is a narrower load of the field,
18225                  * convert to a 4/8-byte load, to minimum program type specific
18226                  * convert_ctx_access changes. If conversion is successful,
18227                  * we will apply proper mask to the result.
18228                  */
18229                 is_narrower_load = size < ctx_field_size;
18230                 size_default = bpf_ctx_off_adjust_machine(ctx_field_size);
18231                 off = insn->off;
18232                 if (is_narrower_load) {
18233                         u8 size_code;
18234
18235                         if (type == BPF_WRITE) {
18236                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx access misconfigured\n");
18237                                 return -EINVAL;
18238                         }
18239
18240                         size_code = BPF_H;
18241                         if (ctx_field_size == 4)
18242                                 size_code = BPF_W;
18243                         else if (ctx_field_size == 8)
18244                                 size_code = BPF_DW;
18245
18246                         insn->off = off & ~(size_default - 1);
18247                         insn->code = BPF_LDX | BPF_MEM | size_code;
18248                 }
18249
18250                 target_size = 0;
18251                 cnt = convert_ctx_access(type, insn, insn_buf, env->prog,
18252                                          &target_size);
18253                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf) ||
18254                     (ctx_field_size && !target_size)) {
18255                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18256                         return -EINVAL;
18257                 }
18258
18259                 if (is_narrower_load && size < target_size) {
18260                         u8 shift = bpf_ctx_narrow_access_offset(
18261                                 off, size, size_default) * 8;
18262                         if (shift && cnt + 1 >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
18263                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx load misconfigured\n");
18264                                 return -EINVAL;
18265                         }
18266                         if (ctx_field_size <= 4) {
18267                                 if (shift)
18268                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_RSH,
18269                                                                         insn->dst_reg,
18270                                                                         shift);
18271                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
18272                                                                 (1 << size * 8) - 1);
18273                         } else {
18274                                 if (shift)
18275                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH,
18276                                                                         insn->dst_reg,
18277                                                                         shift);
18278                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
18279                                                                 (1ULL << size * 8) - 1);
18280                         }
18281                 }
18282                 if (mode == BPF_MEMSX)
18283                         insn_buf[cnt++] = BPF_RAW_INSN(BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_X,
18284                                                        insn->dst_reg, insn->dst_reg,
18285                                                        size * 8, 0);
18286
18287                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18288                 if (!new_prog)
18289                         return -ENOMEM;
18290
18291                 delta += cnt - 1;
18292
18293                 /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
18294                 env->prog = new_prog;
18295                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18296         }
18297
18298         return 0;
18299 }
18300
18301 static int jit_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
18302 {
18303         struct bpf_prog *prog = env->prog, **func, *tmp;
18304         int i, j, subprog_start, subprog_end = 0, len, subprog;
18305         struct bpf_map *map_ptr;
18306         struct bpf_insn *insn;
18307         void *old_bpf_func;
18308         int err, num_exentries;
18309
18310         if (env->subprog_cnt <= 1)
18311                 return 0;
18312
18313         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
18314                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn))
18315                         continue;
18316
18317                 /* Upon error here we cannot fall back to interpreter but
18318                  * need a hard reject of the program. Thus -EFAULT is
18319                  * propagated in any case.
18320                  */
18321                 subprog = find_subprog(env, i + insn->imm + 1);
18322                 if (subprog < 0) {
18323                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
18324                                   i + insn->imm + 1);
18325                         return -EFAULT;
18326                 }
18327                 /* temporarily remember subprog id inside insn instead of
18328                  * aux_data, since next loop will split up all insns into funcs
18329                  */
18330                 insn->off = subprog;
18331                 /* remember original imm in case JIT fails and fallback
18332                  * to interpreter will be needed
18333                  */
18334                 env->insn_aux_data[i].call_imm = insn->imm;
18335                 /* point imm to __bpf_call_base+1 from JITs point of view */
18336                 insn->imm = 1;
18337                 if (bpf_pseudo_func(insn))
18338                         /* jit (e.g. x86_64) may emit fewer instructions
18339                          * if it learns a u32 imm is the same as a u64 imm.
18340                          * Force a non zero here.
18341                          */
18342                         insn[1].imm = 1;
18343         }
18344
18345         err = bpf_prog_alloc_jited_linfo(prog);
18346         if (err)
18347                 goto out_undo_insn;
18348
18349         err = -ENOMEM;
18350         func = kcalloc(env->subprog_cnt, sizeof(prog), GFP_KERNEL);
18351         if (!func)
18352                 goto out_undo_insn;
18353
18354         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
18355                 subprog_start = subprog_end;
18356                 subprog_end = env->subprog_info[i + 1].start;
18357
18358                 len = subprog_end - subprog_start;
18359                 /* bpf_prog_run() doesn't call subprogs directly,
18360                  * hence main prog stats include the runtime of subprogs.
18361                  * subprogs don't have IDs and not reachable via prog_get_next_id
18362                  * func[i]->stats will never be accessed and stays NULL
18363                  */
18364                 func[i] = bpf_prog_alloc_no_stats(bpf_prog_size(len), GFP_USER);
18365                 if (!func[i])
18366                         goto out_free;
18367                 memcpy(func[i]->insnsi, &prog->insnsi[subprog_start],
18368                        len * sizeof(struct bpf_insn));
18369                 func[i]->type = prog->type;
18370                 func[i]->len = len;
18371                 if (bpf_prog_calc_tag(func[i]))
18372                         goto out_free;
18373                 func[i]->is_func = 1;
18374                 func[i]->aux->func_idx = i;
18375                 /* Below members will be freed only at prog->aux */
18376                 func[i]->aux->btf = prog->aux->btf;
18377                 func[i]->aux->func_info = prog->aux->func_info;
18378                 func[i]->aux->func_info_cnt = prog->aux->func_info_cnt;
18379                 func[i]->aux->poke_tab = prog->aux->poke_tab;
18380                 func[i]->aux->size_poke_tab = prog->aux->size_poke_tab;
18381
18382                 for (j = 0; j < prog->aux->size_poke_tab; j++) {
18383                         struct bpf_jit_poke_descriptor *poke;
18384
18385                         poke = &prog->aux->poke_tab[j];
18386                         if (poke->insn_idx < subprog_end &&
18387                             poke->insn_idx >= subprog_start)
18388                                 poke->aux = func[i]->aux;
18389                 }
18390
18391                 func[i]->aux->name[0] = 'F';
18392                 func[i]->aux->stack_depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
18393                 func[i]->jit_requested = 1;
18394                 func[i]->blinding_requested = prog->blinding_requested;
18395                 func[i]->aux->kfunc_tab = prog->aux->kfunc_tab;
18396                 func[i]->aux->kfunc_btf_tab = prog->aux->kfunc_btf_tab;
18397                 func[i]->aux->linfo = prog->aux->linfo;
18398                 func[i]->aux->nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
18399                 func[i]->aux->jited_linfo = prog->aux->jited_linfo;
18400                 func[i]->aux->linfo_idx = env->subprog_info[i].linfo_idx;
18401                 num_exentries = 0;
18402                 insn = func[i]->insnsi;
18403                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
18404                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
18405                             (BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM ||
18406                              BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEMSX))
18407                                 num_exentries++;
18408                 }
18409                 func[i]->aux->num_exentries = num_exentries;
18410                 func[i]->aux->tail_call_reachable = env->subprog_info[i].tail_call_reachable;
18411                 func[i] = bpf_int_jit_compile(func[i]);
18412                 if (!func[i]->jited) {
18413                         err = -ENOTSUPP;
18414                         goto out_free;
18415                 }
18416                 cond_resched();
18417         }
18418
18419         /* at this point all bpf functions were successfully JITed
18420          * now populate all bpf_calls with correct addresses and
18421          * run last pass of JIT
18422          */
18423         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
18424                 insn = func[i]->insnsi;
18425                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
18426                         if (bpf_pseudo_func(insn)) {
18427                                 subprog = insn->off;
18428                                 insn[0].imm = (u32)(long)func[subprog]->bpf_func;
18429                                 insn[1].imm = ((u64)(long)func[subprog]->bpf_func) >> 32;
18430                                 continue;
18431                         }
18432                         if (!bpf_pseudo_call(insn))
18433                                 continue;
18434                         subprog = insn->off;
18435                         insn->imm = BPF_CALL_IMM(func[subprog]->bpf_func);
18436                 }
18437
18438                 /* we use the aux data to keep a list of the start addresses
18439                  * of the JITed images for each function in the program
18440                  *
18441                  * for some architectures, such as powerpc64, the imm field
18442                  * might not be large enough to hold the offset of the start
18443                  * address of the callee's JITed image from __bpf_call_base
18444                  *
18445                  * in such cases, we can lookup the start address of a callee
18446                  * by using its subprog id, available from the off field of
18447                  * the call instruction, as an index for this list
18448                  */
18449                 func[i]->aux->func = func;
18450                 func[i]->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
18451         }
18452         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
18453                 old_bpf_func = func[i]->bpf_func;
18454                 tmp = bpf_int_jit_compile(func[i]);
18455                 if (tmp != func[i] || func[i]->bpf_func != old_bpf_func) {
18456                         verbose(env, "JIT doesn't support bpf-to-bpf calls\n");
18457                         err = -ENOTSUPP;
18458                         goto out_free;
18459                 }
18460                 cond_resched();
18461         }
18462
18463         /* finally lock prog and jit images for all functions and
18464          * populate kallsysm. Begin at the first subprogram, since
18465          * bpf_prog_load will add the kallsyms for the main program.
18466          */
18467         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
18468                 bpf_prog_lock_ro(func[i]);
18469                 bpf_prog_kallsyms_add(func[i]);
18470         }
18471
18472         /* Last step: make now unused interpreter insns from main
18473          * prog consistent for later dump requests, so they can
18474          * later look the same as if they were interpreted only.
18475          */
18476         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
18477                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
18478                         insn[0].imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
18479                         insn[1].imm = insn->off;
18480                         insn->off = 0;
18481                         continue;
18482                 }
18483                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
18484                         continue;
18485                 insn->off = env->insn_aux_data[i].call_imm;
18486                 subprog = find_subprog(env, i + insn->off + 1);
18487                 insn->imm = subprog;
18488         }
18489
18490         prog->jited = 1;
18491         prog->bpf_func = func[0]->bpf_func;
18492         prog->jited_len = func[0]->jited_len;
18493         prog->aux->extable = func[0]->aux->extable;
18494         prog->aux->num_exentries = func[0]->aux->num_exentries;
18495         prog->aux->func = func;
18496         prog->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
18497         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
18498         return 0;
18499 out_free:
18500         /* We failed JIT'ing, so at this point we need to unregister poke
18501          * descriptors from subprogs, so that kernel is not attempting to
18502          * patch it anymore as we're freeing the subprog JIT memory.
18503          */
18504         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
18505                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
18506                 map_ptr->ops->map_poke_untrack(map_ptr, prog->aux);
18507         }
18508         /* At this point we're guaranteed that poke descriptors are not
18509          * live anymore. We can just unlink its descriptor table as it's
18510          * released with the main prog.
18511          */
18512         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
18513                 if (!func[i])
18514                         continue;
18515                 func[i]->aux->poke_tab = NULL;
18516                 bpf_jit_free(func[i]);
18517         }
18518         kfree(func);
18519 out_undo_insn:
18520         /* cleanup main prog to be interpreted */
18521         prog->jit_requested = 0;
18522         prog->blinding_requested = 0;
18523         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
18524                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
18525                         continue;
18526                 insn->off = 0;
18527                 insn->imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
18528         }
18529         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
18530         return err;
18531 }
18532
18533 static int fixup_call_args(struct bpf_verifier_env *env)
18534 {
18535 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
18536         struct bpf_prog *prog = env->prog;
18537         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
18538         bool has_kfunc_call = bpf_prog_has_kfunc_call(prog);
18539         int i, depth;
18540 #endif
18541         int err = 0;
18542
18543         if (env->prog->jit_requested &&
18544             !bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
18545                 err = jit_subprogs(env);
18546                 if (err == 0)
18547                         return 0;
18548                 if (err == -EFAULT)
18549                         return err;
18550         }
18551 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
18552         if (has_kfunc_call) {
18553                 verbose(env, "calling kernel functions are not allowed in non-JITed programs\n");
18554                 return -EINVAL;
18555         }
18556         if (env->subprog_cnt > 1 && env->prog->aux->tail_call_reachable) {
18557                 /* When JIT fails the progs with bpf2bpf calls and tail_calls
18558                  * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
18559                  */
18560                 verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
18561                 return -EINVAL;
18562         }
18563         for (i = 0; i < prog->len; i++, insn++) {
18564                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
18565                         /* When JIT fails the progs with callback calls
18566                          * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
18567                          */
18568                         verbose(env, "callbacks are not allowed in non-JITed programs\n");
18569                         return -EINVAL;
18570                 }
18571
18572                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
18573                         continue;
18574                 depth = get_callee_stack_depth(env, insn, i);
18575                 if (depth < 0)
18576                         return depth;
18577                 bpf_patch_call_args(insn, depth);
18578         }
18579         err = 0;
18580 #endif
18581         return err;
18582 }
18583
18584 /* replace a generic kfunc with a specialized version if necessary */
18585 static void specialize_kfunc(struct bpf_verifier_env *env,
18586                              u32 func_id, u16 offset, unsigned long *addr)
18587 {
18588         struct bpf_prog *prog = env->prog;
18589         bool seen_direct_write;
18590         void *xdp_kfunc;
18591         bool is_rdonly;
18592
18593         if (bpf_dev_bound_kfunc_id(func_id)) {
18594                 xdp_kfunc = bpf_dev_bound_resolve_kfunc(prog, func_id);
18595                 if (xdp_kfunc) {
18596                         *addr = (unsigned long)xdp_kfunc;
18597                         return;
18598                 }
18599                 /* fallback to default kfunc when not supported by netdev */
18600         }
18601
18602         if (offset)
18603                 return;
18604
18605         if (func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_skb]) {
18606                 seen_direct_write = env->seen_direct_write;
18607                 is_rdonly = !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, BPF_WRITE);
18608
18609                 if (is_rdonly)
18610                         *addr = (unsigned long)bpf_dynptr_from_skb_rdonly;
18611
18612                 /* restore env->seen_direct_write to its original value, since
18613                  * may_access_direct_pkt_data mutates it
18614                  */
18615                 env->seen_direct_write = seen_direct_write;
18616         }
18617 }
18618
18619 static void __fixup_collection_insert_kfunc(struct bpf_insn_aux_data *insn_aux,
18620                                             u16 struct_meta_reg,
18621                                             u16 node_offset_reg,
18622                                             struct bpf_insn *insn,
18623                                             struct bpf_insn *insn_buf,
18624                                             int *cnt)
18625 {
18626         struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = insn_aux->kptr_struct_meta;
18627         struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(struct_meta_reg, (long)kptr_struct_meta) };
18628
18629         insn_buf[0] = addr[0];
18630         insn_buf[1] = addr[1];
18631         insn_buf[2] = BPF_MOV64_IMM(node_offset_reg, insn_aux->insert_off);
18632         insn_buf[3] = *insn;
18633         *cnt = 4;
18634 }
18635
18636 static int fixup_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
18637                             struct bpf_insn *insn_buf, int insn_idx, int *cnt)
18638 {
18639         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
18640
18641         if (!insn->imm) {
18642                 verbose(env, "invalid kernel function call not eliminated in verifier pass\n");
18643                 return -EINVAL;
18644         }
18645
18646         *cnt = 0;
18647
18648         /* insn->imm has the btf func_id. Replace it with an offset relative to
18649          * __bpf_call_base, unless the JIT needs to call functions that are
18650          * further than 32 bits away (bpf_jit_supports_far_kfunc_call()).
18651          */
18652         desc = find_kfunc_desc(env->prog, insn->imm, insn->off);
18653         if (!desc) {
18654                 verbose(env, "verifier internal error: kernel function descriptor not found for func_id %u\n",
18655                         insn->imm);
18656                 return -EFAULT;
18657         }
18658
18659         if (!bpf_jit_supports_far_kfunc_call())
18660                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(desc->addr);
18661         if (insn->off)
18662                 return 0;
18663         if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl]) {
18664                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
18665                 struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_2, (long)kptr_struct_meta) };
18666                 u64 obj_new_size = env->insn_aux_data[insn_idx].obj_new_size;
18667
18668                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_1, obj_new_size);
18669                 insn_buf[1] = addr[0];
18670                 insn_buf[2] = addr[1];
18671                 insn_buf[3] = *insn;
18672                 *cnt = 4;
18673         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl] ||
18674                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl]) {
18675                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
18676                 struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_2, (long)kptr_struct_meta) };
18677
18678                 if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl] &&
18679                     !kptr_struct_meta) {
18680                         verbose(env, "verifier internal error: kptr_struct_meta expected at insn_idx %d\n",
18681                                 insn_idx);
18682                         return -EFAULT;
18683                 }
18684
18685                 insn_buf[0] = addr[0];
18686                 insn_buf[1] = addr[1];
18687                 insn_buf[2] = *insn;
18688                 *cnt = 3;
18689         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
18690                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
18691                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
18692                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
18693                 int struct_meta_reg = BPF_REG_3;
18694                 int node_offset_reg = BPF_REG_4;
18695
18696                 /* rbtree_add has extra 'less' arg, so args-to-fixup are in diff regs */
18697                 if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
18698                         struct_meta_reg = BPF_REG_4;
18699                         node_offset_reg = BPF_REG_5;
18700                 }
18701
18702                 if (!kptr_struct_meta) {
18703                         verbose(env, "verifier internal error: kptr_struct_meta expected at insn_idx %d\n",
18704                                 insn_idx);
18705                         return -EFAULT;
18706                 }
18707
18708                 __fixup_collection_insert_kfunc(&env->insn_aux_data[insn_idx], struct_meta_reg,
18709                                                 node_offset_reg, insn, insn_buf, cnt);
18710         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx] ||
18711                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rdonly_cast]) {
18712                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, BPF_REG_1);
18713                 *cnt = 1;
18714         }
18715         return 0;
18716 }
18717
18718 /* Do various post-verification rewrites in a single program pass.
18719  * These rewrites simplify JIT and interpreter implementations.
18720  */
18721 static int do_misc_fixups(struct bpf_verifier_env *env)
18722 {
18723         struct bpf_prog *prog = env->prog;
18724         enum bpf_attach_type eatype = prog->expected_attach_type;
18725         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
18726         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
18727         const struct bpf_func_proto *fn;
18728         const int insn_cnt = prog->len;
18729         const struct bpf_map_ops *ops;
18730         struct bpf_insn_aux_data *aux;
18731         struct bpf_insn insn_buf[16];
18732         struct bpf_prog *new_prog;
18733         struct bpf_map *map_ptr;
18734         int i, ret, cnt, delta = 0;
18735
18736         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
18737                 /* Make divide-by-zero exceptions impossible. */
18738                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X) ||
18739                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
18740                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X) ||
18741                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
18742                         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
18743                         bool isdiv = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV;
18744                         struct bpf_insn *patchlet;
18745                         struct bpf_insn chk_and_div[] = {
18746                                 /* [R,W]x div 0 -> 0 */
18747                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
18748                                              BPF_JNE | BPF_K, insn->src_reg,
18749                                              0, 2, 0),
18750                                 BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
18751                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
18752                                 *insn,
18753                         };
18754                         struct bpf_insn chk_and_mod[] = {
18755                                 /* [R,W]x mod 0 -> [R,W]x */
18756                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
18757                                              BPF_JEQ | BPF_K, insn->src_reg,
18758                                              0, 1 + (is64 ? 0 : 1), 0),
18759                                 *insn,
18760                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
18761                                 BPF_MOV32_REG(insn->dst_reg, insn->dst_reg),
18762                         };
18763
18764                         patchlet = isdiv ? chk_and_div : chk_and_mod;
18765                         cnt = isdiv ? ARRAY_SIZE(chk_and_div) :
18766                                       ARRAY_SIZE(chk_and_mod) - (is64 ? 2 : 0);
18767
18768                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
18769                         if (!new_prog)
18770                                 return -ENOMEM;
18771
18772                         delta    += cnt - 1;
18773                         env->prog = prog = new_prog;
18774                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18775                         continue;
18776                 }
18777
18778                 /* Implement LD_ABS and LD_IND with a rewrite, if supported by the program type. */
18779                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LD &&
18780                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS ||
18781                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)) {
18782                         cnt = env->ops->gen_ld_abs(insn, insn_buf);
18783                         if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
18784                                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18785                                 return -EINVAL;
18786                         }
18787
18788                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18789                         if (!new_prog)
18790                                 return -ENOMEM;
18791
18792                         delta    += cnt - 1;
18793                         env->prog = prog = new_prog;
18794                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18795                         continue;
18796                 }
18797
18798                 /* Rewrite pointer arithmetic to mitigate speculation attacks. */
18799                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X) ||
18800                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X)) {
18801                         const u8 code_add = BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X;
18802                         const u8 code_sub = BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X;
18803                         struct bpf_insn *patch = &insn_buf[0];
18804                         bool issrc, isneg, isimm;
18805                         u32 off_reg;
18806
18807                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
18808                         if (!aux->alu_state ||
18809                             aux->alu_state == BPF_ALU_NON_POINTER)
18810                                 continue;
18811
18812                         isneg = aux->alu_state & BPF_ALU_NEG_VALUE;
18813                         issrc = (aux->alu_state & BPF_ALU_SANITIZE) ==
18814                                 BPF_ALU_SANITIZE_SRC;
18815                         isimm = aux->alu_state & BPF_ALU_IMMEDIATE;
18816
18817                         off_reg = issrc ? insn->src_reg : insn->dst_reg;
18818                         if (isimm) {
18819                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
18820                         } else {
18821                                 if (isneg)
18822                                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
18823                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
18824                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_SUB, BPF_REG_AX, off_reg);
18825                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, BPF_REG_AX, off_reg);
18826                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_NEG, BPF_REG_AX, 0);
18827                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ARSH, BPF_REG_AX, 63);
18828                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, BPF_REG_AX, off_reg);
18829                         }
18830                         if (!issrc)
18831                                 *patch++ = BPF_MOV64_REG(insn->dst_reg, insn->src_reg);
18832                         insn->src_reg = BPF_REG_AX;
18833                         if (isneg)
18834                                 insn->code = insn->code == code_add ?
18835                                              code_sub : code_add;
18836                         *patch++ = *insn;
18837                         if (issrc && isneg && !isimm)
18838                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
18839                         cnt = patch - insn_buf;
18840
18841                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18842                         if (!new_prog)
18843                                 return -ENOMEM;
18844
18845                         delta    += cnt - 1;
18846                         env->prog = prog = new_prog;
18847                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18848                         continue;
18849                 }
18850
18851                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
18852                         continue;
18853                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
18854                         continue;
18855                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
18856                         ret = fixup_kfunc_call(env, insn, insn_buf, i + delta, &cnt);
18857                         if (ret)
18858                                 return ret;
18859                         if (cnt == 0)
18860                                 continue;
18861
18862                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18863                         if (!new_prog)
18864                                 return -ENOMEM;
18865
18866                         delta    += cnt - 1;
18867                         env->prog = prog = new_prog;
18868                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18869                         continue;
18870                 }
18871
18872                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_route_realm)
18873                         prog->dst_needed = 1;
18874                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_prandom_u32)
18875                         bpf_user_rnd_init_once();
18876                 if (insn->imm == BPF_FUNC_override_return)
18877                         prog->kprobe_override = 1;
18878                 if (insn->imm == BPF_FUNC_tail_call) {
18879                         /* If we tail call into other programs, we
18880                          * cannot make any assumptions since they can
18881                          * be replaced dynamically during runtime in
18882                          * the program array.
18883                          */
18884                         prog->cb_access = 1;
18885                         if (!allow_tail_call_in_subprogs(env))
18886                                 prog->aux->stack_depth = MAX_BPF_STACK;
18887                         prog->aux->max_pkt_offset = MAX_PACKET_OFF;
18888
18889                         /* mark bpf_tail_call as different opcode to avoid
18890                          * conditional branch in the interpreter for every normal
18891                          * call and to prevent accidental JITing by JIT compiler
18892                          * that doesn't support bpf_tail_call yet
18893                          */
18894                         insn->imm = 0;
18895                         insn->code = BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL;
18896
18897                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
18898                         if (env->bpf_capable && !prog->blinding_requested &&
18899                             prog->jit_requested &&
18900                             !bpf_map_key_poisoned(aux) &&
18901                             !bpf_map_ptr_poisoned(aux) &&
18902                             !bpf_map_ptr_unpriv(aux)) {
18903                                 struct bpf_jit_poke_descriptor desc = {
18904                                         .reason = BPF_POKE_REASON_TAIL_CALL,
18905                                         .tail_call.map = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state),
18906                                         .tail_call.key = bpf_map_key_immediate(aux),
18907                                         .insn_idx = i + delta,
18908                                 };
18909
18910                                 ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(prog, &desc);
18911                                 if (ret < 0) {
18912                                         verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
18913                                         return ret;
18914                                 }
18915
18916                                 insn->imm = ret + 1;
18917                                 continue;
18918                         }
18919
18920                         if (!bpf_map_ptr_unpriv(aux))
18921                                 continue;
18922
18923                         /* instead of changing every JIT dealing with tail_call
18924                          * emit two extra insns:
18925                          * if (index >= max_entries) goto out;
18926                          * index &= array->index_mask;
18927                          * to avoid out-of-bounds cpu speculation
18928                          */
18929                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux)) {
18930                                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
18931                                 return -EINVAL;
18932                         }
18933
18934                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
18935                         insn_buf[0] = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, BPF_REG_3,
18936                                                   map_ptr->max_entries, 2);
18937                         insn_buf[1] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, BPF_REG_3,
18938                                                     container_of(map_ptr,
18939                                                                  struct bpf_array,
18940                                                                  map)->index_mask);
18941                         insn_buf[2] = *insn;
18942                         cnt = 3;
18943                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18944                         if (!new_prog)
18945                                 return -ENOMEM;
18946
18947                         delta    += cnt - 1;
18948                         env->prog = prog = new_prog;
18949                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18950                         continue;
18951                 }
18952
18953                 if (insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
18954                         /* The verifier will process callback_fn as many times as necessary
18955                          * with different maps and the register states prepared by
18956                          * set_timer_callback_state will be accurate.
18957                          *
18958                          * The following use case is valid:
18959                          *   map1 is shared by prog1, prog2, prog3.
18960                          *   prog1 calls bpf_timer_init for some map1 elements
18961                          *   prog2 calls bpf_timer_set_callback for some map1 elements.
18962                          *     Those that were not bpf_timer_init-ed will return -EINVAL.
18963                          *   prog3 calls bpf_timer_start for some map1 elements.
18964                          *     Those that were not both bpf_timer_init-ed and
18965                          *     bpf_timer_set_callback-ed will return -EINVAL.
18966                          */
18967                         struct bpf_insn ld_addrs[2] = {
18968                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_3, (long)prog->aux),
18969                         };
18970
18971                         insn_buf[0] = ld_addrs[0];
18972                         insn_buf[1] = ld_addrs[1];
18973                         insn_buf[2] = *insn;
18974                         cnt = 3;
18975
18976                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18977                         if (!new_prog)
18978                                 return -ENOMEM;
18979
18980                         delta    += cnt - 1;
18981                         env->prog = prog = new_prog;
18982                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18983                         goto patch_call_imm;
18984                 }
18985
18986                 if (is_storage_get_function(insn->imm)) {
18987                         if (!env->prog->aux->sleepable ||
18988                             env->insn_aux_data[i + delta].storage_get_func_atomic)
18989                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_ATOMIC);
18990                         else
18991                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_KERNEL);
18992                         insn_buf[1] = *insn;
18993                         cnt = 2;
18994
18995                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18996                         if (!new_prog)
18997                                 return -ENOMEM;
18998
18999                         delta += cnt - 1;
19000                         env->prog = prog = new_prog;
19001                         insn = new_prog->insnsi + i + delta;
19002                         goto patch_call_imm;
19003                 }
19004
19005                 /* BPF_EMIT_CALL() assumptions in some of the map_gen_lookup
19006                  * and other inlining handlers are currently limited to 64 bit
19007                  * only.
19008                  */
19009                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
19010                     (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
19011                      insn->imm == BPF_FUNC_map_update_elem ||
19012                      insn->imm == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
19013                      insn->imm == BPF_FUNC_map_push_elem   ||
19014                      insn->imm == BPF_FUNC_map_pop_elem    ||
19015                      insn->imm == BPF_FUNC_map_peek_elem   ||
19016                      insn->imm == BPF_FUNC_redirect_map    ||
19017                      insn->imm == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
19018                      insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)) {
19019                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
19020                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux))
19021                                 goto patch_call_imm;
19022
19023                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
19024                         ops = map_ptr->ops;
19025                         if (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
19026                             ops->map_gen_lookup) {
19027                                 cnt = ops->map_gen_lookup(map_ptr, insn_buf);
19028                                 if (cnt == -EOPNOTSUPP)
19029                                         goto patch_map_ops_generic;
19030                                 if (cnt <= 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
19031                                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
19032                                         return -EINVAL;
19033                                 }
19034
19035                                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta,
19036                                                                insn_buf, cnt);
19037                                 if (!new_prog)
19038                                         return -ENOMEM;
19039
19040                                 delta    += cnt - 1;
19041                                 env->prog = prog = new_prog;
19042                                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
19043                                 continue;
19044                         }
19045
19046                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_elem,
19047                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
19048                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_delete_elem,
19049                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
19050                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_update_elem,
19051                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
19052                                               u64 flags))NULL));
19053                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_push_elem,
19054                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value,
19055                                               u64 flags))NULL));
19056                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_pop_elem,
19057                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
19058                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_peek_elem,
19059                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
19060                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_redirect,
19061                                      (long (*)(struct bpf_map *map, u64 index, u64 flags))NULL));
19062                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_for_each_callback,
19063                                      (long (*)(struct bpf_map *map,
19064                                               bpf_callback_t callback_fn,
19065                                               void *callback_ctx,
19066                                               u64 flags))NULL));
19067                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_percpu_elem,
19068                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key, u32 cpu))NULL));
19069
19070 patch_map_ops_generic:
19071                         switch (insn->imm) {
19072                         case BPF_FUNC_map_lookup_elem:
19073                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_elem);
19074                                 continue;
19075                         case BPF_FUNC_map_update_elem:
19076                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_update_elem);
19077                                 continue;
19078                         case BPF_FUNC_map_delete_elem:
19079                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_delete_elem);
19080                                 continue;
19081                         case BPF_FUNC_map_push_elem:
19082                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_push_elem);
19083                                 continue;
19084                         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
19085                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_pop_elem);
19086                                 continue;
19087                         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
19088                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_peek_elem);
19089                                 continue;
19090                         case BPF_FUNC_redirect_map:
19091                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_redirect);
19092                                 continue;
19093                         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
19094                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_for_each_callback);
19095                                 continue;
19096                         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
19097                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_percpu_elem);
19098                                 continue;
19099                         }
19100
19101                         goto patch_call_imm;
19102                 }
19103
19104                 /* Implement bpf_jiffies64 inline. */
19105                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
19106                     insn->imm == BPF_FUNC_jiffies64) {
19107                         struct bpf_insn ld_jiffies_addr[2] = {
19108                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_0,
19109                                              (unsigned long)&jiffies),
19110                         };
19111
19112                         insn_buf[0] = ld_jiffies_addr[0];
19113                         insn_buf[1] = ld_jiffies_addr[1];
19114                         insn_buf[2] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0,
19115                                                   BPF_REG_0, 0);
19116                         cnt = 3;
19117
19118                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf,
19119                                                        cnt);
19120                         if (!new_prog)
19121                                 return -ENOMEM;
19122
19123                         delta    += cnt - 1;
19124                         env->prog = prog = new_prog;
19125                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
19126                         continue;
19127                 }
19128
19129                 /* Implement bpf_get_func_arg inline. */
19130                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19131                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg) {
19132                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
19133                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
19134                         insn_buf[1] = BPF_JMP32_REG(BPF_JGE, BPF_REG_2, BPF_REG_0, 6);
19135                         insn_buf[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_2, 3);
19136                         insn_buf[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_2, BPF_REG_1);
19137                         insn_buf[4] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_2, 0);
19138                         insn_buf[5] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
19139                         insn_buf[6] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
19140                         insn_buf[7] = BPF_JMP_A(1);
19141                         insn_buf[8] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EINVAL);
19142                         cnt = 9;
19143
19144                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
19145                         if (!new_prog)
19146                                 return -ENOMEM;
19147
19148                         delta    += cnt - 1;
19149                         env->prog = prog = new_prog;
19150                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
19151                         continue;
19152                 }
19153
19154                 /* Implement bpf_get_func_ret inline. */
19155                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19156                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ret) {
19157                         if (eatype == BPF_TRACE_FEXIT ||
19158                             eatype == BPF_MODIFY_RETURN) {
19159                                 /* Load nr_args from ctx - 8 */
19160                                 insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
19161                                 insn_buf[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_0, 3);
19162                                 insn_buf[2] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_0, BPF_REG_1);
19163                                 insn_buf[3] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
19164                                 insn_buf[4] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_2, BPF_REG_3, 0);
19165                                 insn_buf[5] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
19166                                 cnt = 6;
19167                         } else {
19168                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EOPNOTSUPP);
19169                                 cnt = 1;
19170                         }
19171
19172                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
19173                         if (!new_prog)
19174                                 return -ENOMEM;
19175
19176                         delta    += cnt - 1;
19177                         env->prog = prog = new_prog;
19178                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
19179                         continue;
19180                 }
19181
19182                 /* Implement get_func_arg_cnt inline. */
19183                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19184                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg_cnt) {
19185                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
19186                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
19187
19188                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
19189                         if (!new_prog)
19190                                 return -ENOMEM;
19191
19192                         env->prog = prog = new_prog;
19193                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
19194                         continue;
19195                 }
19196
19197                 /* Implement bpf_get_func_ip inline. */
19198                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19199                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ip) {
19200                         /* Load IP address from ctx - 16 */
19201                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -16);
19202
19203                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
19204                         if (!new_prog)
19205                                 return -ENOMEM;
19206
19207                         env->prog = prog = new_prog;
19208                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
19209                         continue;
19210                 }
19211
19212 patch_call_imm:
19213                 fn = env->ops->get_func_proto(insn->imm, env->prog);
19214                 /* all functions that have prototype and verifier allowed
19215                  * programs to call them, must be real in-kernel functions
19216                  */
19217                 if (!fn->func) {
19218                         verbose(env,
19219                                 "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
19220                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
19221                         return -EFAULT;
19222                 }
19223                 insn->imm = fn->func - __bpf_call_base;
19224         }
19225
19226         /* Since poke tab is now finalized, publish aux to tracker. */
19227         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
19228                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
19229                 if (!map_ptr->ops->map_poke_track ||
19230                     !map_ptr->ops->map_poke_untrack ||
19231                     !map_ptr->ops->map_poke_run) {
19232                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
19233                         return -EINVAL;
19234                 }
19235
19236                 ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, prog->aux);
19237                 if (ret < 0) {
19238                         verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
19239                         return ret;
19240                 }
19241         }
19242
19243         sort_kfunc_descs_by_imm_off(env->prog);
19244
19245         return 0;
19246 }
19247
19248 static struct bpf_prog *inline_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env,
19249                                         int position,
19250                                         s32 stack_base,
19251                                         u32 callback_subprogno,
19252                                         u32 *cnt)
19253 {
19254         s32 r6_offset = stack_base + 0 * BPF_REG_SIZE;
19255         s32 r7_offset = stack_base + 1 * BPF_REG_SIZE;
19256         s32 r8_offset = stack_base + 2 * BPF_REG_SIZE;
19257         int reg_loop_max = BPF_REG_6;
19258         int reg_loop_cnt = BPF_REG_7;
19259         int reg_loop_ctx = BPF_REG_8;
19260
19261         struct bpf_prog *new_prog;
19262         u32 callback_start;
19263         u32 call_insn_offset;
19264         s32 callback_offset;
19265
19266         /* This represents an inlined version of bpf_iter.c:bpf_loop,
19267          * be careful to modify this code in sync.
19268          */
19269         struct bpf_insn insn_buf[] = {
19270                 /* Return error and jump to the end of the patch if
19271                  * expected number of iterations is too big.
19272                  */
19273                 BPF_JMP_IMM(BPF_JLE, BPF_REG_1, BPF_MAX_LOOPS, 2),
19274                 BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_0, -E2BIG),
19275                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 16),
19276                 /* spill R6, R7, R8 to use these as loop vars */
19277                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_6, r6_offset),
19278                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_7, r7_offset),
19279                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_8, r8_offset),
19280                 /* initialize loop vars */
19281                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_max, BPF_REG_1),
19282                 BPF_MOV32_IMM(reg_loop_cnt, 0),
19283                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_ctx, BPF_REG_3),
19284                 /* loop header,
19285                  * if reg_loop_cnt >= reg_loop_max skip the loop body
19286                  */
19287                 BPF_JMP_REG(BPF_JGE, reg_loop_cnt, reg_loop_max, 5),
19288                 /* callback call,
19289                  * correct callback offset would be set after patching
19290                  */
19291                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, reg_loop_cnt),
19292                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, reg_loop_ctx),
19293                 BPF_CALL_REL(0),
19294                 /* increment loop counter */
19295                 BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, reg_loop_cnt, 1),
19296                 /* jump to loop header if callback returned 0 */
19297                 BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, BPF_REG_0, 0, -6),
19298                 /* return value of bpf_loop,
19299                  * set R0 to the number of iterations
19300                  */
19301                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, reg_loop_cnt),
19302                 /* restore original values of R6, R7, R8 */
19303                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_6, BPF_REG_10, r6_offset),
19304                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_7, BPF_REG_10, r7_offset),
19305                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_8, BPF_REG_10, r8_offset),
19306         };
19307
19308         *cnt = ARRAY_SIZE(insn_buf);
19309         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, position, insn_buf, *cnt);
19310         if (!new_prog)
19311                 return new_prog;
19312
19313         /* callback start is known only after patching */
19314         callback_start = env->subprog_info[callback_subprogno].start;
19315         /* Note: insn_buf[12] is an offset of BPF_CALL_REL instruction */
19316         call_insn_offset = position + 12;
19317         callback_offset = callback_start - call_insn_offset - 1;
19318         new_prog->insnsi[call_insn_offset].imm = callback_offset;
19319
19320         return new_prog;
19321 }
19322
19323 static bool is_bpf_loop_call(struct bpf_insn *insn)
19324 {
19325         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
19326                 insn->src_reg == 0 &&
19327                 insn->imm == BPF_FUNC_loop;
19328 }
19329
19330 /* For all sub-programs in the program (including main) check
19331  * insn_aux_data to see if there are bpf_loop calls that require
19332  * inlining. If such calls are found the calls are replaced with a
19333  * sequence of instructions produced by `inline_bpf_loop` function and
19334  * subprog stack_depth is increased by the size of 3 registers.
19335  * This stack space is used to spill values of the R6, R7, R8.  These
19336  * registers are used to store the loop bound, counter and context
19337  * variables.
19338  */
19339 static int optimize_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env)
19340 {
19341         struct bpf_subprog_info *subprogs = env->subprog_info;
19342         int i, cur_subprog = 0, cnt, delta = 0;
19343         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
19344         int insn_cnt = env->prog->len;
19345         u16 stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
19346         u16 stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
19347         u16 stack_depth_extra = 0;
19348
19349         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
19350                 struct bpf_loop_inline_state *inline_state =
19351                         &env->insn_aux_data[i + delta].loop_inline_state;
19352
19353                 if (is_bpf_loop_call(insn) && inline_state->fit_for_inline) {
19354                         struct bpf_prog *new_prog;
19355
19356                         stack_depth_extra = BPF_REG_SIZE * 3 + stack_depth_roundup;
19357                         new_prog = inline_bpf_loop(env,
19358                                                    i + delta,
19359                                                    -(stack_depth + stack_depth_extra),
19360                                                    inline_state->callback_subprogno,
19361                                                    &cnt);
19362                         if (!new_prog)
19363                                 return -ENOMEM;
19364
19365                         delta     += cnt - 1;
19366                         env->prog  = new_prog;
19367                         insn       = new_prog->insnsi + i + delta;
19368                 }
19369
19370                 if (subprogs[cur_subprog + 1].start == i + delta + 1) {
19371                         subprogs[cur_subprog].stack_depth += stack_depth_extra;
19372                         cur_subprog++;
19373                         stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
19374                         stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
19375                         stack_depth_extra = 0;
19376                 }
19377         }
19378
19379         env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
19380
19381         return 0;
19382 }
19383
19384 static void free_states(struct bpf_verifier_env *env)
19385 {
19386         struct bpf_verifier_state_list *sl, *sln;
19387         int i;
19388
19389         sl = env->free_list;
19390         while (sl) {
19391                 sln = sl->next;
19392                 free_verifier_state(&sl->state, false);
19393                 kfree(sl);
19394                 sl = sln;
19395         }
19396         env->free_list = NULL;
19397
19398         if (!env->explored_states)
19399                 return;
19400
19401         for (i = 0; i < state_htab_size(env); i++) {
19402                 sl = env->explored_states[i];
19403
19404                 while (sl) {
19405                         sln = sl->next;
19406                         free_verifier_state(&sl->state, false);
19407                         kfree(sl);
19408                         sl = sln;
19409                 }
19410                 env->explored_states[i] = NULL;
19411         }
19412 }
19413
19414 static int do_check_common(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
19415 {
19416         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
19417         struct bpf_verifier_state *state;
19418         struct bpf_reg_state *regs;
19419         int ret, i;
19420
19421         env->prev_linfo = NULL;
19422         env->pass_cnt++;
19423
19424         state = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state), GFP_KERNEL);
19425         if (!state)
19426                 return -ENOMEM;
19427         state->curframe = 0;
19428         state->speculative = false;
19429         state->branches = 1;
19430         state->frame[0] = kzalloc(sizeof(struct bpf_func_state), GFP_KERNEL);
19431         if (!state->frame[0]) {
19432                 kfree(state);
19433                 return -ENOMEM;
19434         }
19435         env->cur_state = state;
19436         init_func_state(env, state->frame[0],
19437                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
19438                         0 /* frameno */,
19439                         subprog);
19440         state->first_insn_idx = env->subprog_info[subprog].start;
19441         state->last_insn_idx = -1;
19442
19443         regs = state->frame[state->curframe]->regs;
19444         if (subprog || env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
19445                 ret = btf_prepare_func_args(env, subprog, regs);
19446                 if (ret)
19447                         goto out;
19448                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
19449                         if (regs[i].type == PTR_TO_CTX)
19450                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
19451                         else if (regs[i].type == SCALAR_VALUE)
19452                                 mark_reg_unknown(env, regs, i);
19453                         else if (base_type(regs[i].type) == PTR_TO_MEM) {
19454                                 const u32 mem_size = regs[i].mem_size;
19455
19456                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
19457                                 regs[i].mem_size = mem_size;
19458                                 regs[i].id = ++env->id_gen;
19459                         }
19460                 }
19461         } else {
19462                 /* 1st arg to a function */
19463                 regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_CTX;
19464                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_1);
19465                 ret = btf_check_subprog_arg_match(env, subprog, regs);
19466                 if (ret == -EFAULT)
19467                         /* unlikely verifier bug. abort.
19468                          * ret == 0 and ret < 0 are sadly acceptable for
19469                          * main() function due to backward compatibility.
19470                          * Like socket filter program may be written as:
19471                          * int bpf_prog(struct pt_regs *ctx)
19472                          * and never dereference that ctx in the program.
19473                          * 'struct pt_regs' is a type mismatch for socket
19474                          * filter that should be using 'struct __sk_buff'.
19475                          */
19476                         goto out;
19477         }
19478
19479         ret = do_check(env);
19480 out:
19481         /* check for NULL is necessary, since cur_state can be freed inside
19482          * do_check() under memory pressure.
19483          */
19484         if (env->cur_state) {
19485                 free_verifier_state(env->cur_state, true);
19486                 env->cur_state = NULL;
19487         }
19488         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
19489         if (!ret && pop_log)
19490                 bpf_vlog_reset(&env->log, 0);
19491         free_states(env);
19492         return ret;
19493 }
19494
19495 /* Verify all global functions in a BPF program one by one based on their BTF.
19496  * All global functions must pass verification. Otherwise the whole program is rejected.
19497  * Consider:
19498  * int bar(int);
19499  * int foo(int f)
19500  * {
19501  *    return bar(f);
19502  * }
19503  * int bar(int b)
19504  * {
19505  *    ...
19506  * }
19507  * foo() will be verified first for R1=any_scalar_value. During verification it
19508  * will be assumed that bar() already verified successfully and call to bar()
19509  * from foo() will be checked for type match only. Later bar() will be verified
19510  * independently to check that it's safe for R1=any_scalar_value.
19511  */
19512 static int do_check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
19513 {
19514         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
19515         int i, ret;
19516
19517         if (!aux->func_info)
19518                 return 0;
19519
19520         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
19521                 if (aux->func_info_aux[i].linkage != BTF_FUNC_GLOBAL)
19522                         continue;
19523                 env->insn_idx = env->subprog_info[i].start;
19524                 WARN_ON_ONCE(env->insn_idx == 0);
19525                 ret = do_check_common(env, i);
19526                 if (ret) {
19527                         return ret;
19528                 } else if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
19529                         verbose(env,
19530                                 "Func#%d is safe for any args that match its prototype\n",
19531                                 i);
19532                 }
19533         }
19534         return 0;
19535 }
19536
19537 static int do_check_main(struct bpf_verifier_env *env)
19538 {
19539         int ret;
19540
19541         env->insn_idx = 0;
19542         ret = do_check_common(env, 0);
19543         if (!ret)
19544                 env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
19545         return ret;
19546 }
19547
19548
19549 static void print_verification_stats(struct bpf_verifier_env *env)
19550 {
19551         int i;
19552
19553         if (env->log.level & BPF_LOG_STATS) {
19554                 verbose(env, "verification time %lld usec\n",
19555                         div_u64(env->verification_time, 1000));
19556                 verbose(env, "stack depth ");
19557                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
19558                         u32 depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
19559
19560                         verbose(env, "%d", depth);
19561                         if (i + 1 < env->subprog_cnt)
19562                                 verbose(env, "+");
19563                 }
19564                 verbose(env, "\n");
19565         }
19566         verbose(env, "processed %d insns (limit %d) max_states_per_insn %d "
19567                 "total_states %d peak_states %d mark_read %d\n",
19568                 env->insn_processed, BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS,
19569                 env->max_states_per_insn, env->total_states,
19570                 env->peak_states, env->longest_mark_read_walk);
19571 }
19572
19573 static int check_struct_ops_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
19574 {
19575         const struct btf_type *t, *func_proto;
19576         const struct bpf_struct_ops *st_ops;
19577         const struct btf_member *member;
19578         struct bpf_prog *prog = env->prog;
19579         u32 btf_id, member_idx;
19580         const char *mname;
19581
19582         if (!prog->gpl_compatible) {
19583                 verbose(env, "struct ops programs must have a GPL compatible license\n");
19584                 return -EINVAL;
19585         }
19586
19587         btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
19588         st_ops = bpf_struct_ops_find(btf_id);
19589         if (!st_ops) {
19590                 verbose(env, "attach_btf_id %u is not a supported struct\n",
19591                         btf_id);
19592                 return -ENOTSUPP;
19593         }
19594
19595         t = st_ops->type;
19596         member_idx = prog->expected_attach_type;
19597         if (member_idx >= btf_type_vlen(t)) {
19598                 verbose(env, "attach to invalid member idx %u of struct %s\n",
19599                         member_idx, st_ops->name);
19600                 return -EINVAL;
19601         }
19602
19603         member = &btf_type_member(t)[member_idx];
19604         mname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, member->name_off);
19605         func_proto = btf_type_resolve_func_ptr(btf_vmlinux, member->type,
19606                                                NULL);
19607         if (!func_proto) {
19608                 verbose(env, "attach to invalid member %s(@idx %u) of struct %s\n",
19609                         mname, member_idx, st_ops->name);
19610                 return -EINVAL;
19611         }
19612
19613         if (st_ops->check_member) {
19614                 int err = st_ops->check_member(t, member, prog);
19615
19616                 if (err) {
19617                         verbose(env, "attach to unsupported member %s of struct %s\n",
19618                                 mname, st_ops->name);
19619                         return err;
19620                 }
19621         }
19622
19623         prog->aux->attach_func_proto = func_proto;
19624         prog->aux->attach_func_name = mname;
19625         env->ops = st_ops->verifier_ops;
19626
19627         return 0;
19628 }
19629 #define SECURITY_PREFIX "security_"
19630
19631 static int check_attach_modify_return(unsigned long addr, const char *func_name)
19632 {
19633         if (within_error_injection_list(addr) ||
19634             !strncmp(SECURITY_PREFIX, func_name, sizeof(SECURITY_PREFIX) - 1))
19635                 return 0;
19636
19637         return -EINVAL;
19638 }
19639
19640 /* list of non-sleepable functions that are otherwise on
19641  * ALLOW_ERROR_INJECTION list
19642  */
19643 BTF_SET_START(btf_non_sleepable_error_inject)
19644 /* Three functions below can be called from sleepable and non-sleepable context.
19645  * Assume non-sleepable from bpf safety point of view.
19646  */
19647 BTF_ID(func, __filemap_add_folio)
19648 BTF_ID(func, should_fail_alloc_page)
19649 BTF_ID(func, should_failslab)
19650 BTF_SET_END(btf_non_sleepable_error_inject)
19651
19652 static int check_non_sleepable_error_inject(u32 btf_id)
19653 {
19654         return btf_id_set_contains(&btf_non_sleepable_error_inject, btf_id);
19655 }
19656
19657 int bpf_check_attach_target(struct bpf_verifier_log *log,
19658                             const struct bpf_prog *prog,
19659                             const struct bpf_prog *tgt_prog,
19660                             u32 btf_id,
19661                             struct bpf_attach_target_info *tgt_info)
19662 {
19663         bool prog_extension = prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT;
19664         const char prefix[] = "btf_trace_";
19665         int ret = 0, subprog = -1, i;
19666         const struct btf_type *t;
19667         bool conservative = true;
19668         const char *tname;
19669         struct btf *btf;
19670         long addr = 0;
19671         struct module *mod = NULL;
19672
19673         if (!btf_id) {
19674                 bpf_log(log, "Tracing programs must provide btf_id\n");
19675                 return -EINVAL;
19676         }
19677         btf = tgt_prog ? tgt_prog->aux->btf : prog->aux->attach_btf;
19678         if (!btf) {
19679                 bpf_log(log,
19680                         "FENTRY/FEXIT program can only be attached to another program annotated with BTF\n");
19681                 return -EINVAL;
19682         }
19683         t = btf_type_by_id(btf, btf_id);
19684         if (!t) {
19685                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u is invalid\n", btf_id);
19686                 return -EINVAL;
19687         }
19688         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
19689         if (!tname) {
19690                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u doesn't have a name\n", btf_id);
19691                 return -EINVAL;
19692         }
19693         if (tgt_prog) {
19694                 struct bpf_prog_aux *aux = tgt_prog->aux;
19695
19696                 if (bpf_prog_is_dev_bound(prog->aux) &&
19697                     !bpf_prog_dev_bound_match(prog, tgt_prog)) {
19698                         bpf_log(log, "Target program bound device mismatch");
19699                         return -EINVAL;
19700                 }
19701
19702                 for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++)
19703                         if (aux->func_info[i].type_id == btf_id) {
19704                                 subprog = i;
19705                                 break;
19706                         }
19707                 if (subprog == -1) {
19708                         bpf_log(log, "Subprog %s doesn't exist\n", tname);
19709                         return -EINVAL;
19710                 }
19711                 conservative = aux->func_info_aux[subprog].unreliable;
19712                 if (prog_extension) {
19713                         if (conservative) {
19714                                 bpf_log(log,
19715                                         "Cannot replace static functions\n");
19716                                 return -EINVAL;
19717                         }
19718                         if (!prog->jit_requested) {
19719                                 bpf_log(log,
19720                                         "Extension programs should be JITed\n");
19721                                 return -EINVAL;
19722                         }
19723                 }
19724                 if (!tgt_prog->jited) {
19725                         bpf_log(log, "Can attach to only JITed progs\n");
19726                         return -EINVAL;
19727                 }
19728                 if (tgt_prog->type == prog->type) {
19729                         /* Cannot fentry/fexit another fentry/fexit program.
19730                          * Cannot attach program extension to another extension.
19731                          * It's ok to attach fentry/fexit to extension program.
19732                          */
19733                         bpf_log(log, "Cannot recursively attach\n");
19734                         return -EINVAL;
19735                 }
19736                 if (tgt_prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19737                     prog_extension &&
19738                     (tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FENTRY ||
19739                      tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FEXIT)) {
19740                         /* Program extensions can extend all program types
19741                          * except fentry/fexit. The reason is the following.
19742                          * The fentry/fexit programs are used for performance
19743                          * analysis, stats and can be attached to any program
19744                          * type except themselves. When extension program is
19745                          * replacing XDP function it is necessary to allow
19746                          * performance analysis of all functions. Both original
19747                          * XDP program and its program extension. Hence
19748                          * attaching fentry/fexit to BPF_PROG_TYPE_EXT is
19749                          * allowed. If extending of fentry/fexit was allowed it
19750                          * would be possible to create long call chain
19751                          * fentry->extension->fentry->extension beyond
19752                          * reasonable stack size. Hence extending fentry is not
19753                          * allowed.
19754                          */
19755                         bpf_log(log, "Cannot extend fentry/fexit\n");
19756                         return -EINVAL;
19757                 }
19758         } else {
19759                 if (prog_extension) {
19760                         bpf_log(log, "Cannot replace kernel functions\n");
19761                         return -EINVAL;
19762                 }
19763         }
19764
19765         switch (prog->expected_attach_type) {
19766         case BPF_TRACE_RAW_TP:
19767                 if (tgt_prog) {
19768                         bpf_log(log,
19769                                 "Only FENTRY/FEXIT progs are attachable to another BPF prog\n");
19770                         return -EINVAL;
19771                 }
19772                 if (!btf_type_is_typedef(t)) {
19773                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a typedef\n",
19774                                 btf_id);
19775                         return -EINVAL;
19776                 }
19777                 if (strncmp(prefix, tname, sizeof(prefix) - 1)) {
19778                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u points to wrong type name %s\n",
19779                                 btf_id, tname);
19780                         return -EINVAL;
19781                 }
19782                 tname += sizeof(prefix) - 1;
19783                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19784                 if (!btf_type_is_ptr(t))
19785                         /* should never happen in valid vmlinux build */
19786                         return -EINVAL;
19787                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19788                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
19789                         /* should never happen in valid vmlinux build */
19790                         return -EINVAL;
19791
19792                 break;
19793         case BPF_TRACE_ITER:
19794                 if (!btf_type_is_func(t)) {
19795                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
19796                                 btf_id);
19797                         return -EINVAL;
19798                 }
19799                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19800                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
19801                         return -EINVAL;
19802                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
19803                 if (ret)
19804                         return ret;
19805                 break;
19806         default:
19807                 if (!prog_extension)
19808                         return -EINVAL;
19809                 fallthrough;
19810         case BPF_MODIFY_RETURN:
19811         case BPF_LSM_MAC:
19812         case BPF_LSM_CGROUP:
19813         case BPF_TRACE_FENTRY:
19814         case BPF_TRACE_FEXIT:
19815                 if (!btf_type_is_func(t)) {
19816                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
19817                                 btf_id);
19818                         return -EINVAL;
19819                 }
19820                 if (prog_extension &&
19821                     btf_check_type_match(log, prog, btf, t))
19822                         return -EINVAL;
19823                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19824                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
19825                         return -EINVAL;
19826
19827                 if ((prog->aux->saved_dst_prog_type || prog->aux->saved_dst_attach_type) &&
19828                     (!tgt_prog || prog->aux->saved_dst_prog_type != tgt_prog->type ||
19829                      prog->aux->saved_dst_attach_type != tgt_prog->expected_attach_type))
19830                         return -EINVAL;
19831
19832                 if (tgt_prog && conservative)
19833                         t = NULL;
19834
19835                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
19836                 if (ret < 0)
19837                         return ret;
19838
19839                 if (tgt_prog) {
19840                         if (subprog == 0)
19841                                 addr = (long) tgt_prog->bpf_func;
19842                         else
19843                                 addr = (long) tgt_prog->aux->func[subprog]->bpf_func;
19844                 } else {
19845                         if (btf_is_module(btf)) {
19846                                 mod = btf_try_get_module(btf);
19847                                 if (mod)
19848                                         addr = find_kallsyms_symbol_value(mod, tname);
19849                                 else
19850                                         addr = 0;
19851                         } else {
19852                                 addr = kallsyms_lookup_name(tname);
19853                         }
19854                         if (!addr) {
19855                                 module_put(mod);
19856                                 bpf_log(log,
19857                                         "The address of function %s cannot be found\n",
19858                                         tname);
19859                                 return -ENOENT;
19860                         }
19861                 }
19862
19863                 if (prog->aux->sleepable) {
19864                         ret = -EINVAL;
19865                         switch (prog->type) {
19866                         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
19867
19868                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can be sleepable if they are
19869                                  * attached to ALLOW_ERROR_INJECTION and are not in denylist.
19870                                  */
19871                                 if (!check_non_sleepable_error_inject(btf_id) &&
19872                                     within_error_injection_list(addr))
19873                                         ret = 0;
19874                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can also be sleepable if they are
19875                                  * in the fmodret id set with the KF_SLEEPABLE flag.
19876                                  */
19877                                 else {
19878                                         u32 *flags = btf_kfunc_is_modify_return(btf, btf_id,
19879                                                                                 prog);
19880
19881                                         if (flags && (*flags & KF_SLEEPABLE))
19882                                                 ret = 0;
19883                                 }
19884                                 break;
19885                         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
19886                                 /* LSM progs check that they are attached to bpf_lsm_*() funcs.
19887                                  * Only some of them are sleepable.
19888                                  */
19889                                 if (bpf_lsm_is_sleepable_hook(btf_id))
19890                                         ret = 0;
19891                                 break;
19892                         default:
19893                                 break;
19894                         }
19895                         if (ret) {
19896                                 module_put(mod);
19897                                 bpf_log(log, "%s is not sleepable\n", tname);
19898                                 return ret;
19899                         }
19900                 } else if (prog->expected_attach_type == BPF_MODIFY_RETURN) {
19901                         if (tgt_prog) {
19902                                 module_put(mod);
19903                                 bpf_log(log, "can't modify return codes of BPF programs\n");
19904                                 return -EINVAL;
19905                         }
19906                         ret = -EINVAL;
19907                         if (btf_kfunc_is_modify_return(btf, btf_id, prog) ||
19908                             !check_attach_modify_return(addr, tname))
19909                                 ret = 0;
19910                         if (ret) {
19911                                 module_put(mod);
19912                                 bpf_log(log, "%s() is not modifiable\n", tname);
19913                                 return ret;
19914                         }
19915                 }
19916
19917                 break;
19918         }
19919         tgt_info->tgt_addr = addr;
19920         tgt_info->tgt_name = tname;
19921         tgt_info->tgt_type = t;
19922         tgt_info->tgt_mod = mod;
19923         return 0;
19924 }
19925
19926 BTF_SET_START(btf_id_deny)
19927 BTF_ID_UNUSED
19928 #ifdef CONFIG_SMP
19929 BTF_ID(func, migrate_disable)
19930 BTF_ID(func, migrate_enable)
19931 #endif
19932 #if !defined CONFIG_PREEMPT_RCU && !defined CONFIG_TINY_RCU
19933 BTF_ID(func, rcu_read_unlock_strict)
19934 #endif
19935 #if defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE)
19936 BTF_ID(func, preempt_count_add)
19937 BTF_ID(func, preempt_count_sub)
19938 #endif
19939 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
19940 BTF_ID(func, __rcu_read_lock)
19941 BTF_ID(func, __rcu_read_unlock)
19942 #endif
19943 BTF_SET_END(btf_id_deny)
19944
19945 static bool can_be_sleepable(struct bpf_prog *prog)
19946 {
19947         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
19948                 switch (prog->expected_attach_type) {
19949                 case BPF_TRACE_FENTRY:
19950                 case BPF_TRACE_FEXIT:
19951                 case BPF_MODIFY_RETURN:
19952                 case BPF_TRACE_ITER:
19953                         return true;
19954                 default:
19955                         return false;
19956                 }
19957         }
19958         return prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM ||
19959                prog->type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE /* only for uprobes */ ||
19960                prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS;
19961 }
19962
19963 static int check_attach_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
19964 {
19965         struct bpf_prog *prog = env->prog;
19966         struct bpf_prog *tgt_prog = prog->aux->dst_prog;
19967         struct bpf_attach_target_info tgt_info = {};
19968         u32 btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
19969         struct bpf_trampoline *tr;
19970         int ret;
19971         u64 key;
19972
19973         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_SYSCALL) {
19974                 if (prog->aux->sleepable)
19975                         /* attach_btf_id checked to be zero already */
19976                         return 0;
19977                 verbose(env, "Syscall programs can only be sleepable\n");
19978                 return -EINVAL;
19979         }
19980
19981         if (prog->aux->sleepable && !can_be_sleepable(prog)) {
19982                 verbose(env, "Only fentry/fexit/fmod_ret, lsm, iter, uprobe, and struct_ops programs can be sleepable\n");
19983                 return -EINVAL;
19984         }
19985
19986         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS)
19987                 return check_struct_ops_btf_id(env);
19988
19989         if (prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19990             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM &&
19991             prog->type != BPF_PROG_TYPE_EXT)
19992                 return 0;
19993
19994         ret = bpf_check_attach_target(&env->log, prog, tgt_prog, btf_id, &tgt_info);
19995         if (ret)
19996                 return ret;
19997
19998         if (tgt_prog && prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
19999                 /* to make freplace equivalent to their targets, they need to
20000                  * inherit env->ops and expected_attach_type for the rest of the
20001                  * verification
20002                  */
20003                 env->ops = bpf_verifier_ops[tgt_prog->type];
20004                 prog->expected_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
20005         }
20006
20007         /* store info about the attachment target that will be used later */
20008         prog->aux->attach_func_proto = tgt_info.tgt_type;
20009         prog->aux->attach_func_name = tgt_info.tgt_name;
20010         prog->aux->mod = tgt_info.tgt_mod;
20011
20012         if (tgt_prog) {
20013                 prog->aux->saved_dst_prog_type = tgt_prog->type;
20014                 prog->aux->saved_dst_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
20015         }
20016
20017         if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_RAW_TP) {
20018                 prog->aux->attach_btf_trace = true;
20019                 return 0;
20020         } else if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_ITER) {
20021                 if (!bpf_iter_prog_supported(prog))
20022                         return -EINVAL;
20023                 return 0;
20024         }
20025
20026         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM) {
20027                 ret = bpf_lsm_verify_prog(&env->log, prog);
20028                 if (ret < 0)
20029                         return ret;
20030         } else if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
20031                    btf_id_set_contains(&btf_id_deny, btf_id)) {
20032                 return -EINVAL;
20033         }
20034
20035         key = bpf_trampoline_compute_key(tgt_prog, prog->aux->attach_btf, btf_id);
20036         tr = bpf_trampoline_get(key, &tgt_info);
20037         if (!tr)
20038                 return -ENOMEM;
20039
20040         if (tgt_prog && tgt_prog->aux->tail_call_reachable)
20041                 tr->flags = BPF_TRAMP_F_TAIL_CALL_CTX;
20042
20043         prog->aux->dst_trampoline = tr;
20044         return 0;
20045 }
20046
20047 struct btf *bpf_get_btf_vmlinux(void)
20048 {
20049         if (!btf_vmlinux && IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_INFO_BTF)) {
20050                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
20051                 if (!btf_vmlinux)
20052                         btf_vmlinux = btf_parse_vmlinux();
20053                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
20054         }
20055         return btf_vmlinux;
20056 }
20057
20058 int bpf_check(struct bpf_prog **prog, union bpf_attr *attr, bpfptr_t uattr, __u32 uattr_size)
20059 {
20060         u64 start_time = ktime_get_ns();
20061         struct bpf_verifier_env *env;
20062         int i, len, ret = -EINVAL, err;
20063         u32 log_true_size;
20064         bool is_priv;
20065
20066         /* no program is valid */
20067         if (ARRAY_SIZE(bpf_verifier_ops) == 0)
20068                 return -EINVAL;
20069
20070         /* 'struct bpf_verifier_env' can be global, but since it's not small,
20071          * allocate/free it every time bpf_check() is called
20072          */
20073         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
20074         if (!env)
20075                 return -ENOMEM;
20076
20077         env->bt.env = env;
20078
20079         len = (*prog)->len;
20080         env->insn_aux_data =
20081                 vzalloc(array_size(sizeof(struct bpf_insn_aux_data), len));
20082         ret = -ENOMEM;
20083         if (!env->insn_aux_data)
20084                 goto err_free_env;
20085         for (i = 0; i < len; i++)
20086                 env->insn_aux_data[i].orig_idx = i;
20087         env->prog = *prog;
20088         env->ops = bpf_verifier_ops[env->prog->type];
20089         env->fd_array = make_bpfptr(attr->fd_array, uattr.is_kernel);
20090         is_priv = bpf_capable();
20091
20092         bpf_get_btf_vmlinux();
20093
20094         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
20095         if (!is_priv)
20096                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
20097
20098         /* user could have requested verbose verifier output
20099          * and supplied buffer to store the verification trace
20100          */
20101         ret = bpf_vlog_init(&env->log, attr->log_level,
20102                             (char __user *) (unsigned long) attr->log_buf,
20103                             attr->log_size);
20104         if (ret)
20105                 goto err_unlock;
20106
20107         mark_verifier_state_clean(env);
20108
20109         if (IS_ERR(btf_vmlinux)) {
20110                 /* Either gcc or pahole or kernel are broken. */
20111                 verbose(env, "in-kernel BTF is malformed\n");
20112                 ret = PTR_ERR(btf_vmlinux);
20113                 goto skip_full_check;
20114         }
20115
20116         env->strict_alignment = !!(attr->prog_flags & BPF_F_STRICT_ALIGNMENT);
20117         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS))
20118                 env->strict_alignment = true;
20119         if (attr->prog_flags & BPF_F_ANY_ALIGNMENT)
20120                 env->strict_alignment = false;
20121
20122         env->allow_ptr_leaks = bpf_allow_ptr_leaks();
20123         env->allow_uninit_stack = bpf_allow_uninit_stack();
20124         env->bypass_spec_v1 = bpf_bypass_spec_v1();
20125         env->bypass_spec_v4 = bpf_bypass_spec_v4();
20126         env->bpf_capable = bpf_capable();
20127
20128         if (is_priv)
20129                 env->test_state_freq = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_STATE_FREQ;
20130
20131         env->explored_states = kvcalloc(state_htab_size(env),
20132                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
20133                                        GFP_USER);
20134         ret = -ENOMEM;
20135         if (!env->explored_states)
20136                 goto skip_full_check;
20137
20138         ret = add_subprog_and_kfunc(env);
20139         if (ret < 0)
20140                 goto skip_full_check;
20141
20142         ret = check_subprogs(env);
20143         if (ret < 0)
20144                 goto skip_full_check;
20145
20146         ret = check_btf_info(env, attr, uattr);
20147         if (ret < 0)
20148                 goto skip_full_check;
20149
20150         ret = check_attach_btf_id(env);
20151         if (ret)
20152                 goto skip_full_check;
20153
20154         ret = resolve_pseudo_ldimm64(env);
20155         if (ret < 0)
20156                 goto skip_full_check;
20157
20158         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
20159                 ret = bpf_prog_offload_verifier_prep(env->prog);
20160                 if (ret)
20161                         goto skip_full_check;
20162         }
20163
20164         ret = check_cfg(env);
20165         if (ret < 0)
20166                 goto skip_full_check;
20167
20168         ret = do_check_subprogs(env);
20169         ret = ret ?: do_check_main(env);
20170
20171         if (ret == 0 && bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
20172                 ret = bpf_prog_offload_finalize(env);
20173
20174 skip_full_check:
20175         kvfree(env->explored_states);
20176
20177         if (ret == 0)
20178                 ret = check_max_stack_depth(env);
20179
20180         /* instruction rewrites happen after this point */
20181         if (ret == 0)
20182                 ret = optimize_bpf_loop(env);
20183
20184         if (is_priv) {
20185                 if (ret == 0)
20186                         opt_hard_wire_dead_code_branches(env);
20187                 if (ret == 0)
20188                         ret = opt_remove_dead_code(env);
20189                 if (ret == 0)
20190                         ret = opt_remove_nops(env);
20191         } else {
20192                 if (ret == 0)
20193                         sanitize_dead_code(env);
20194         }
20195
20196         if (ret == 0)
20197                 /* program is valid, convert *(u32*)(ctx + off) accesses */
20198                 ret = convert_ctx_accesses(env);
20199
20200         if (ret == 0)
20201                 ret = do_misc_fixups(env);
20202
20203         /* do 32-bit optimization after insn patching has done so those patched
20204          * insns could be handled correctly.
20205          */
20206         if (ret == 0 && !bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
20207                 ret = opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(env, attr);
20208                 env->prog->aux->verifier_zext = bpf_jit_needs_zext() ? !ret
20209                                                                      : false;
20210         }
20211
20212         if (ret == 0)
20213                 ret = fixup_call_args(env);
20214
20215         env->verification_time = ktime_get_ns() - start_time;
20216         print_verification_stats(env);
20217         env->prog->aux->verified_insns = env->insn_processed;
20218
20219         /* preserve original error even if log finalization is successful */
20220         err = bpf_vlog_finalize(&env->log, &log_true_size);
20221         if (err)
20222                 ret = err;
20223
20224         if (uattr_size >= offsetofend(union bpf_attr, log_true_size) &&
20225             copy_to_bpfptr_offset(uattr, offsetof(union bpf_attr, log_true_size),
20226                                   &log_true_size, sizeof(log_true_size))) {
20227                 ret = -EFAULT;
20228                 goto err_release_maps;
20229         }
20230
20231         if (ret)
20232                 goto err_release_maps;
20233
20234         if (env->used_map_cnt) {
20235                 /* if program passed verifier, update used_maps in bpf_prog_info */
20236                 env->prog->aux->used_maps = kmalloc_array(env->used_map_cnt,
20237                                                           sizeof(env->used_maps[0]),
20238                                                           GFP_KERNEL);
20239
20240                 if (!env->prog->aux->used_maps) {
20241                         ret = -ENOMEM;
20242                         goto err_release_maps;
20243                 }
20244
20245                 memcpy(env->prog->aux->used_maps, env->used_maps,
20246                        sizeof(env->used_maps[0]) * env->used_map_cnt);
20247                 env->prog->aux->used_map_cnt = env->used_map_cnt;
20248         }
20249         if (env->used_btf_cnt) {
20250                 /* if program passed verifier, update used_btfs in bpf_prog_aux */
20251                 env->prog->aux->used_btfs = kmalloc_array(env->used_btf_cnt,
20252                                                           sizeof(env->used_btfs[0]),
20253                                                           GFP_KERNEL);
20254                 if (!env->prog->aux->used_btfs) {
20255                         ret = -ENOMEM;
20256                         goto err_release_maps;
20257                 }
20258
20259                 memcpy(env->prog->aux->used_btfs, env->used_btfs,
20260                        sizeof(env->used_btfs[0]) * env->used_btf_cnt);
20261                 env->prog->aux->used_btf_cnt = env->used_btf_cnt;
20262         }
20263         if (env->used_map_cnt || env->used_btf_cnt) {
20264                 /* program is valid. Convert pseudo bpf_ld_imm64 into generic
20265                  * bpf_ld_imm64 instructions
20266                  */
20267                 convert_pseudo_ld_imm64(env);
20268         }
20269
20270         adjust_btf_func(env);
20271
20272 err_release_maps:
20273         if (!env->prog->aux->used_maps)
20274                 /* if we didn't copy map pointers into bpf_prog_info, release
20275                  * them now. Otherwise free_used_maps() will release them.
20276                  */
20277                 release_maps(env);
20278         if (!env->prog->aux->used_btfs)
20279                 release_btfs(env);
20280
20281         /* extension progs temporarily inherit the attach_type of their targets
20282            for verification purposes, so set it back to zero before returning
20283          */
20284         if (env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT)
20285                 env->prog->expected_attach_type = 0;
20286
20287         *prog = env->prog;
20288 err_unlock:
20289         if (!is_priv)
20290                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
20291         vfree(env->insn_aux_data);
20292 err_free_env:
20293         kfree(env);
20294         return ret;
20295 }