bpf: Support new unconditional bswap instruction
[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
30 #include "disasm.h"
31
32 static const struct bpf_verifier_ops * const bpf_verifier_ops[] = {
33 #define BPF_PROG_TYPE(_id, _name, prog_ctx_type, kern_ctx_type) \
34         [_id] = & _name ## _verifier_ops,
35 #define BPF_MAP_TYPE(_id, _ops)
36 #define BPF_LINK_TYPE(_id, _name)
37 #include <linux/bpf_types.h>
38 #undef BPF_PROG_TYPE
39 #undef BPF_MAP_TYPE
40 #undef BPF_LINK_TYPE
41 };
42
43 /* bpf_check() is a static code analyzer that walks eBPF program
44  * instruction by instruction and updates register/stack state.
45  * All paths of conditional branches are analyzed until 'bpf_exit' insn.
46  *
47  * The first pass is depth-first-search to check that the program is a DAG.
48  * It rejects the following programs:
49  * - larger than BPF_MAXINSNS insns
50  * - if loop is present (detected via back-edge)
51  * - unreachable insns exist (shouldn't be a forest. program = one function)
52  * - out of bounds or malformed jumps
53  * The second pass is all possible path descent from the 1st insn.
54  * Since it's analyzing all paths through the program, the length of the
55  * analysis is limited to 64k insn, which may be hit even if total number of
56  * insn is less then 4K, but there are too many branches that change stack/regs.
57  * Number of 'branches to be analyzed' is limited to 1k
58  *
59  * On entry to each instruction, each register has a type, and the instruction
60  * changes the types of the registers depending on instruction semantics.
61  * If instruction is BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_5), then type of R5 is
62  * copied to R1.
63  *
64  * All registers are 64-bit.
65  * R0 - return register
66  * R1-R5 argument passing registers
67  * R6-R9 callee saved registers
68  * R10 - frame pointer read-only
69  *
70  * At the start of BPF program the register R1 contains a pointer to bpf_context
71  * and has type PTR_TO_CTX.
72  *
73  * Verifier tracks arithmetic operations on pointers in case:
74  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_10),
75  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_1, -20),
76  * 1st insn copies R10 (which has FRAME_PTR) type into R1
77  * and 2nd arithmetic instruction is pattern matched to recognize
78  * that it wants to construct a pointer to some element within stack.
79  * So after 2nd insn, the register R1 has type PTR_TO_STACK
80  * (and -20 constant is saved for further stack bounds checking).
81  * Meaning that this reg is a pointer to stack plus known immediate constant.
82  *
83  * Most of the time the registers have SCALAR_VALUE type, which
84  * means the register has some value, but it's not a valid pointer.
85  * (like pointer plus pointer becomes SCALAR_VALUE type)
86  *
87  * When verifier sees load or store instructions the type of base register
88  * can be: PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_CTX, PTR_TO_STACK, PTR_TO_SOCKET. These are
89  * four pointer types recognized by check_mem_access() function.
90  *
91  * PTR_TO_MAP_VALUE means that this register is pointing to 'map element value'
92  * and the range of [ptr, ptr + map's value_size) is accessible.
93  *
94  * registers used to pass values to function calls are checked against
95  * function argument constraints.
96  *
97  * ARG_PTR_TO_MAP_KEY is one of such argument constraints.
98  * It means that the register type passed to this function must be
99  * PTR_TO_STACK and it will be used inside the function as
100  * 'pointer to map element key'
101  *
102  * For example the argument constraints for bpf_map_lookup_elem():
103  *   .ret_type = RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL,
104  *   .arg1_type = ARG_CONST_MAP_PTR,
105  *   .arg2_type = ARG_PTR_TO_MAP_KEY,
106  *
107  * ret_type says that this function returns 'pointer to map elem value or null'
108  * function expects 1st argument to be a const pointer to 'struct bpf_map' and
109  * 2nd argument should be a pointer to stack, which will be used inside
110  * the helper function as a pointer to map element key.
111  *
112  * On the kernel side the helper function looks like:
113  * u64 bpf_map_lookup_elem(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5)
114  * {
115  *    struct bpf_map *map = (struct bpf_map *) (unsigned long) r1;
116  *    void *key = (void *) (unsigned long) r2;
117  *    void *value;
118  *
119  *    here kernel can access 'key' and 'map' pointers safely, knowing that
120  *    [key, key + map->key_size) bytes are valid and were initialized on
121  *    the stack of eBPF program.
122  * }
123  *
124  * Corresponding eBPF program may look like:
125  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, BPF_REG_10),  // after this insn R2 type is FRAME_PTR
126  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_2, -4), // after this insn R2 type is PTR_TO_STACK
127  *    BPF_LD_MAP_FD(BPF_REG_1, map_fd),      // after this insn R1 type is CONST_PTR_TO_MAP
128  *    BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0, BPF_FUNC_map_lookup_elem),
129  * here verifier looks at prototype of map_lookup_elem() and sees:
130  * .arg1_type == ARG_CONST_MAP_PTR and R1->type == CONST_PTR_TO_MAP, which is ok,
131  * Now verifier knows that this map has key of R1->map_ptr->key_size bytes
132  *
133  * Then .arg2_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY and R2->type == PTR_TO_STACK, ok so far,
134  * Now verifier checks that [R2, R2 + map's key_size) are within stack limits
135  * and were initialized prior to this call.
136  * If it's ok, then verifier allows this BPF_CALL insn and looks at
137  * .ret_type which is RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, so it sets
138  * R0->type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL which means bpf_map_lookup_elem() function
139  * returns either pointer to map value or NULL.
140  *
141  * When type PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL passes through 'if (reg != 0) goto +off'
142  * insn, the register holding that pointer in the true branch changes state to
143  * PTR_TO_MAP_VALUE and the same register changes state to CONST_IMM in the false
144  * branch. See check_cond_jmp_op().
145  *
146  * After the call R0 is set to return type of the function and registers R1-R5
147  * are set to NOT_INIT to indicate that they are no longer readable.
148  *
149  * The following reference types represent a potential reference to a kernel
150  * resource which, after first being allocated, must be checked and freed by
151  * the BPF program:
152  * - PTR_TO_SOCKET_OR_NULL, PTR_TO_SOCKET
153  *
154  * When the verifier sees a helper call return a reference type, it allocates a
155  * pointer id for the reference and stores it in the current function state.
156  * Similar to the way that PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL is converted into
157  * PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_SOCKET_OR_NULL becomes PTR_TO_SOCKET when the type
158  * passes through a NULL-check conditional. For the branch wherein the state is
159  * changed to CONST_IMM, the verifier releases the reference.
160  *
161  * For each helper function that allocates a reference, such as
162  * bpf_sk_lookup_tcp(), there is a corresponding release function, such as
163  * bpf_sk_release(). When a reference type passes into the release function,
164  * the verifier also releases the reference. If any unchecked or unreleased
165  * reference remains at the end of the program, the verifier rejects it.
166  */
167
168 /* verifier_state + insn_idx are pushed to stack when branch is encountered */
169 struct bpf_verifier_stack_elem {
170         /* verifer state is 'st'
171          * before processing instruction 'insn_idx'
172          * and after processing instruction 'prev_insn_idx'
173          */
174         struct bpf_verifier_state st;
175         int insn_idx;
176         int prev_insn_idx;
177         struct bpf_verifier_stack_elem *next;
178         /* length of verifier log at the time this state was pushed on stack */
179         u32 log_pos;
180 };
181
182 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ    8192
183 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES     64
184
185 #define BPF_MAP_KEY_POISON      (1ULL << 63)
186 #define BPF_MAP_KEY_SEEN        (1ULL << 62)
187
188 #define BPF_MAP_PTR_UNPRIV      1UL
189 #define BPF_MAP_PTR_POISON      ((void *)((0xeB9FUL << 1) +     \
190                                           POISON_POINTER_DELTA))
191 #define BPF_MAP_PTR(X)          ((struct bpf_map *)((X) & ~BPF_MAP_PTR_UNPRIV))
192
193 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx);
194 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env, int ref_obj_id);
195 static void invalidate_non_owning_refs(struct bpf_verifier_env *env);
196 static bool in_rbtree_lock_required_cb(struct bpf_verifier_env *env);
197 static int ref_set_non_owning(struct bpf_verifier_env *env,
198                               struct bpf_reg_state *reg);
199 static void specialize_kfunc(struct bpf_verifier_env *env,
200                              u32 func_id, u16 offset, unsigned long *addr);
201 static bool is_trusted_reg(const struct bpf_reg_state *reg);
202
203 static bool bpf_map_ptr_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
204 {
205         return BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) == BPF_MAP_PTR_POISON;
206 }
207
208 static bool bpf_map_ptr_unpriv(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
209 {
210         return aux->map_ptr_state & BPF_MAP_PTR_UNPRIV;
211 }
212
213 static void bpf_map_ptr_store(struct bpf_insn_aux_data *aux,
214                               const struct bpf_map *map, bool unpriv)
215 {
216         BUILD_BUG_ON((unsigned long)BPF_MAP_PTR_POISON & BPF_MAP_PTR_UNPRIV);
217         unpriv |= bpf_map_ptr_unpriv(aux);
218         aux->map_ptr_state = (unsigned long)map |
219                              (unpriv ? BPF_MAP_PTR_UNPRIV : 0UL);
220 }
221
222 static bool bpf_map_key_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
223 {
224         return aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_POISON;
225 }
226
227 static bool bpf_map_key_unseen(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
228 {
229         return !(aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_SEEN);
230 }
231
232 static u64 bpf_map_key_immediate(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
233 {
234         return aux->map_key_state & ~(BPF_MAP_KEY_SEEN | BPF_MAP_KEY_POISON);
235 }
236
237 static void bpf_map_key_store(struct bpf_insn_aux_data *aux, u64 state)
238 {
239         bool poisoned = bpf_map_key_poisoned(aux);
240
241         aux->map_key_state = state | BPF_MAP_KEY_SEEN |
242                              (poisoned ? BPF_MAP_KEY_POISON : 0ULL);
243 }
244
245 static bool bpf_helper_call(const struct bpf_insn *insn)
246 {
247         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
248                insn->src_reg == 0;
249 }
250
251 static bool bpf_pseudo_call(const struct bpf_insn *insn)
252 {
253         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
254                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL;
255 }
256
257 static bool bpf_pseudo_kfunc_call(const struct bpf_insn *insn)
258 {
259         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
260                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL;
261 }
262
263 struct bpf_call_arg_meta {
264         struct bpf_map *map_ptr;
265         bool raw_mode;
266         bool pkt_access;
267         u8 release_regno;
268         int regno;
269         int access_size;
270         int mem_size;
271         u64 msize_max_value;
272         int ref_obj_id;
273         int dynptr_id;
274         int map_uid;
275         int func_id;
276         struct btf *btf;
277         u32 btf_id;
278         struct btf *ret_btf;
279         u32 ret_btf_id;
280         u32 subprogno;
281         struct btf_field *kptr_field;
282 };
283
284 struct bpf_kfunc_call_arg_meta {
285         /* In parameters */
286         struct btf *btf;
287         u32 func_id;
288         u32 kfunc_flags;
289         const struct btf_type *func_proto;
290         const char *func_name;
291         /* Out parameters */
292         u32 ref_obj_id;
293         u8 release_regno;
294         bool r0_rdonly;
295         u32 ret_btf_id;
296         u64 r0_size;
297         u32 subprogno;
298         struct {
299                 u64 value;
300                 bool found;
301         } arg_constant;
302
303         /* arg_{btf,btf_id,owning_ref} are used by kfunc-specific handling,
304          * generally to pass info about user-defined local kptr types to later
305          * verification logic
306          *   bpf_obj_drop
307          *     Record the local kptr type to be drop'd
308          *   bpf_refcount_acquire (via KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR arg type)
309          *     Record the local kptr type to be refcount_incr'd and use
310          *     arg_owning_ref to determine whether refcount_acquire should be
311          *     fallible
312          */
313         struct btf *arg_btf;
314         u32 arg_btf_id;
315         bool arg_owning_ref;
316
317         struct {
318                 struct btf_field *field;
319         } arg_list_head;
320         struct {
321                 struct btf_field *field;
322         } arg_rbtree_root;
323         struct {
324                 enum bpf_dynptr_type type;
325                 u32 id;
326                 u32 ref_obj_id;
327         } initialized_dynptr;
328         struct {
329                 u8 spi;
330                 u8 frameno;
331         } iter;
332         u64 mem_size;
333 };
334
335 struct btf *btf_vmlinux;
336
337 static DEFINE_MUTEX(bpf_verifier_lock);
338
339 static const struct bpf_line_info *
340 find_linfo(const struct bpf_verifier_env *env, u32 insn_off)
341 {
342         const struct bpf_line_info *linfo;
343         const struct bpf_prog *prog;
344         u32 i, nr_linfo;
345
346         prog = env->prog;
347         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
348
349         if (!nr_linfo || insn_off >= prog->len)
350                 return NULL;
351
352         linfo = prog->aux->linfo;
353         for (i = 1; i < nr_linfo; i++)
354                 if (insn_off < linfo[i].insn_off)
355                         break;
356
357         return &linfo[i - 1];
358 }
359
360 __printf(2, 3) static void verbose(void *private_data, const char *fmt, ...)
361 {
362         struct bpf_verifier_env *env = private_data;
363         va_list args;
364
365         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
366                 return;
367
368         va_start(args, fmt);
369         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
370         va_end(args);
371 }
372
373 static const char *ltrim(const char *s)
374 {
375         while (isspace(*s))
376                 s++;
377
378         return s;
379 }
380
381 __printf(3, 4) static void verbose_linfo(struct bpf_verifier_env *env,
382                                          u32 insn_off,
383                                          const char *prefix_fmt, ...)
384 {
385         const struct bpf_line_info *linfo;
386
387         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
388                 return;
389
390         linfo = find_linfo(env, insn_off);
391         if (!linfo || linfo == env->prev_linfo)
392                 return;
393
394         if (prefix_fmt) {
395                 va_list args;
396
397                 va_start(args, prefix_fmt);
398                 bpf_verifier_vlog(&env->log, prefix_fmt, args);
399                 va_end(args);
400         }
401
402         verbose(env, "%s\n",
403                 ltrim(btf_name_by_offset(env->prog->aux->btf,
404                                          linfo->line_off)));
405
406         env->prev_linfo = linfo;
407 }
408
409 static void verbose_invalid_scalar(struct bpf_verifier_env *env,
410                                    struct bpf_reg_state *reg,
411                                    struct tnum *range, const char *ctx,
412                                    const char *reg_name)
413 {
414         char tn_buf[48];
415
416         verbose(env, "At %s the register %s ", ctx, reg_name);
417         if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
418                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
419                 verbose(env, "has value %s", tn_buf);
420         } else {
421                 verbose(env, "has unknown scalar value");
422         }
423         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), *range);
424         verbose(env, " should have been in %s\n", tn_buf);
425 }
426
427 static bool type_is_pkt_pointer(enum bpf_reg_type type)
428 {
429         type = base_type(type);
430         return type == PTR_TO_PACKET ||
431                type == PTR_TO_PACKET_META;
432 }
433
434 static bool type_is_sk_pointer(enum bpf_reg_type type)
435 {
436         return type == PTR_TO_SOCKET ||
437                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
438                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
439                 type == PTR_TO_XDP_SOCK;
440 }
441
442 static bool type_may_be_null(u32 type)
443 {
444         return type & PTR_MAYBE_NULL;
445 }
446
447 static bool reg_not_null(const struct bpf_reg_state *reg)
448 {
449         enum bpf_reg_type type;
450
451         type = reg->type;
452         if (type_may_be_null(type))
453                 return false;
454
455         type = base_type(type);
456         return type == PTR_TO_SOCKET ||
457                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
458                 type == PTR_TO_MAP_VALUE ||
459                 type == PTR_TO_MAP_KEY ||
460                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
461                 (type == PTR_TO_BTF_ID && is_trusted_reg(reg)) ||
462                 type == PTR_TO_MEM;
463 }
464
465 static bool type_is_ptr_alloc_obj(u32 type)
466 {
467         return base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID && type_flag(type) & MEM_ALLOC;
468 }
469
470 static bool type_is_non_owning_ref(u32 type)
471 {
472         return type_is_ptr_alloc_obj(type) && type_flag(type) & NON_OWN_REF;
473 }
474
475 static struct btf_record *reg_btf_record(const struct bpf_reg_state *reg)
476 {
477         struct btf_record *rec = NULL;
478         struct btf_struct_meta *meta;
479
480         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
481                 rec = reg->map_ptr->record;
482         } else if (type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
483                 meta = btf_find_struct_meta(reg->btf, reg->btf_id);
484                 if (meta)
485                         rec = meta->record;
486         }
487         return rec;
488 }
489
490 static bool subprog_is_global(const struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
491 {
492         struct bpf_func_info_aux *aux = env->prog->aux->func_info_aux;
493
494         return aux && aux[subprog].linkage == BTF_FUNC_GLOBAL;
495 }
496
497 static bool reg_may_point_to_spin_lock(const struct bpf_reg_state *reg)
498 {
499         return btf_record_has_field(reg_btf_record(reg), BPF_SPIN_LOCK);
500 }
501
502 static bool type_is_rdonly_mem(u32 type)
503 {
504         return type & MEM_RDONLY;
505 }
506
507 static bool is_acquire_function(enum bpf_func_id func_id,
508                                 const struct bpf_map *map)
509 {
510         enum bpf_map_type map_type = map ? map->map_type : BPF_MAP_TYPE_UNSPEC;
511
512         if (func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
513             func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
514             func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
515             func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve ||
516             func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg)
517                 return true;
518
519         if (func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
520             (map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
521              map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH))
522                 return true;
523
524         return false;
525 }
526
527 static bool is_ptr_cast_function(enum bpf_func_id func_id)
528 {
529         return func_id == BPF_FUNC_tcp_sock ||
530                 func_id == BPF_FUNC_sk_fullsock ||
531                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_sock ||
532                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp6_sock ||
533                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_udp6_sock ||
534                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_mptcp_sock ||
535                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_timewait_sock ||
536                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_request_sock;
537 }
538
539 static bool is_dynptr_ref_function(enum bpf_func_id func_id)
540 {
541         return func_id == BPF_FUNC_dynptr_data;
542 }
543
544 static bool is_callback_calling_kfunc(u32 btf_id);
545
546 static bool is_callback_calling_function(enum bpf_func_id func_id)
547 {
548         return func_id == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
549                func_id == BPF_FUNC_timer_set_callback ||
550                func_id == BPF_FUNC_find_vma ||
551                func_id == BPF_FUNC_loop ||
552                func_id == BPF_FUNC_user_ringbuf_drain;
553 }
554
555 static bool is_async_callback_calling_function(enum bpf_func_id func_id)
556 {
557         return func_id == BPF_FUNC_timer_set_callback;
558 }
559
560 static bool is_storage_get_function(enum bpf_func_id func_id)
561 {
562         return func_id == BPF_FUNC_sk_storage_get ||
563                func_id == BPF_FUNC_inode_storage_get ||
564                func_id == BPF_FUNC_task_storage_get ||
565                func_id == BPF_FUNC_cgrp_storage_get;
566 }
567
568 static bool helper_multiple_ref_obj_use(enum bpf_func_id func_id,
569                                         const struct bpf_map *map)
570 {
571         int ref_obj_uses = 0;
572
573         if (is_ptr_cast_function(func_id))
574                 ref_obj_uses++;
575         if (is_acquire_function(func_id, map))
576                 ref_obj_uses++;
577         if (is_dynptr_ref_function(func_id))
578                 ref_obj_uses++;
579
580         return ref_obj_uses > 1;
581 }
582
583 static bool is_cmpxchg_insn(const struct bpf_insn *insn)
584 {
585         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX &&
586                BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
587                insn->imm == BPF_CMPXCHG;
588 }
589
590 /* string representation of 'enum bpf_reg_type'
591  *
592  * Note that reg_type_str() can not appear more than once in a single verbose()
593  * statement.
594  */
595 static const char *reg_type_str(struct bpf_verifier_env *env,
596                                 enum bpf_reg_type type)
597 {
598         char postfix[16] = {0}, prefix[64] = {0};
599         static const char * const str[] = {
600                 [NOT_INIT]              = "?",
601                 [SCALAR_VALUE]          = "scalar",
602                 [PTR_TO_CTX]            = "ctx",
603                 [CONST_PTR_TO_MAP]      = "map_ptr",
604                 [PTR_TO_MAP_VALUE]      = "map_value",
605                 [PTR_TO_STACK]          = "fp",
606                 [PTR_TO_PACKET]         = "pkt",
607                 [PTR_TO_PACKET_META]    = "pkt_meta",
608                 [PTR_TO_PACKET_END]     = "pkt_end",
609                 [PTR_TO_FLOW_KEYS]      = "flow_keys",
610                 [PTR_TO_SOCKET]         = "sock",
611                 [PTR_TO_SOCK_COMMON]    = "sock_common",
612                 [PTR_TO_TCP_SOCK]       = "tcp_sock",
613                 [PTR_TO_TP_BUFFER]      = "tp_buffer",
614                 [PTR_TO_XDP_SOCK]       = "xdp_sock",
615                 [PTR_TO_BTF_ID]         = "ptr_",
616                 [PTR_TO_MEM]            = "mem",
617                 [PTR_TO_BUF]            = "buf",
618                 [PTR_TO_FUNC]           = "func",
619                 [PTR_TO_MAP_KEY]        = "map_key",
620                 [CONST_PTR_TO_DYNPTR]   = "dynptr_ptr",
621         };
622
623         if (type & PTR_MAYBE_NULL) {
624                 if (base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID)
625                         strncpy(postfix, "or_null_", 16);
626                 else
627                         strncpy(postfix, "_or_null", 16);
628         }
629
630         snprintf(prefix, sizeof(prefix), "%s%s%s%s%s%s%s",
631                  type & MEM_RDONLY ? "rdonly_" : "",
632                  type & MEM_RINGBUF ? "ringbuf_" : "",
633                  type & MEM_USER ? "user_" : "",
634                  type & MEM_PERCPU ? "percpu_" : "",
635                  type & MEM_RCU ? "rcu_" : "",
636                  type & PTR_UNTRUSTED ? "untrusted_" : "",
637                  type & PTR_TRUSTED ? "trusted_" : ""
638         );
639
640         snprintf(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, "%s%s%s",
641                  prefix, str[base_type(type)], postfix);
642         return env->tmp_str_buf;
643 }
644
645 static char slot_type_char[] = {
646         [STACK_INVALID] = '?',
647         [STACK_SPILL]   = 'r',
648         [STACK_MISC]    = 'm',
649         [STACK_ZERO]    = '0',
650         [STACK_DYNPTR]  = 'd',
651         [STACK_ITER]    = 'i',
652 };
653
654 static void print_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
655                            enum bpf_reg_liveness live)
656 {
657         if (live & (REG_LIVE_READ | REG_LIVE_WRITTEN | REG_LIVE_DONE))
658             verbose(env, "_");
659         if (live & REG_LIVE_READ)
660                 verbose(env, "r");
661         if (live & REG_LIVE_WRITTEN)
662                 verbose(env, "w");
663         if (live & REG_LIVE_DONE)
664                 verbose(env, "D");
665 }
666
667 static int __get_spi(s32 off)
668 {
669         return (-off - 1) / BPF_REG_SIZE;
670 }
671
672 static struct bpf_func_state *func(struct bpf_verifier_env *env,
673                                    const struct bpf_reg_state *reg)
674 {
675         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
676
677         return cur->frame[reg->frameno];
678 }
679
680 static bool is_spi_bounds_valid(struct bpf_func_state *state, int spi, int nr_slots)
681 {
682        int allocated_slots = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
683
684        /* We need to check that slots between [spi - nr_slots + 1, spi] are
685         * within [0, allocated_stack).
686         *
687         * Please note that the spi grows downwards. For example, a dynptr
688         * takes the size of two stack slots; the first slot will be at
689         * spi and the second slot will be at spi - 1.
690         */
691        return spi - nr_slots + 1 >= 0 && spi < allocated_slots;
692 }
693
694 static int stack_slot_obj_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
695                                   const char *obj_kind, int nr_slots)
696 {
697         int off, spi;
698
699         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
700                 verbose(env, "%s has to be at a constant offset\n", obj_kind);
701                 return -EINVAL;
702         }
703
704         off = reg->off + reg->var_off.value;
705         if (off % BPF_REG_SIZE) {
706                 verbose(env, "cannot pass in %s at an offset=%d\n", obj_kind, off);
707                 return -EINVAL;
708         }
709
710         spi = __get_spi(off);
711         if (spi + 1 < nr_slots) {
712                 verbose(env, "cannot pass in %s at an offset=%d\n", obj_kind, off);
713                 return -EINVAL;
714         }
715
716         if (!is_spi_bounds_valid(func(env, reg), spi, nr_slots))
717                 return -ERANGE;
718         return spi;
719 }
720
721 static int dynptr_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
722 {
723         return stack_slot_obj_get_spi(env, reg, "dynptr", BPF_DYNPTR_NR_SLOTS);
724 }
725
726 static int iter_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
727 {
728         return stack_slot_obj_get_spi(env, reg, "iter", nr_slots);
729 }
730
731 static const char *btf_type_name(const struct btf *btf, u32 id)
732 {
733         return btf_name_by_offset(btf, btf_type_by_id(btf, id)->name_off);
734 }
735
736 static const char *dynptr_type_str(enum bpf_dynptr_type type)
737 {
738         switch (type) {
739         case BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL:
740                 return "local";
741         case BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
742                 return "ringbuf";
743         case BPF_DYNPTR_TYPE_SKB:
744                 return "skb";
745         case BPF_DYNPTR_TYPE_XDP:
746                 return "xdp";
747         case BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID:
748                 return "<invalid>";
749         default:
750                 WARN_ONCE(1, "unknown dynptr type %d\n", type);
751                 return "<unknown>";
752         }
753 }
754
755 static const char *iter_type_str(const struct btf *btf, u32 btf_id)
756 {
757         if (!btf || btf_id == 0)
758                 return "<invalid>";
759
760         /* we already validated that type is valid and has conforming name */
761         return btf_type_name(btf, btf_id) + sizeof(ITER_PREFIX) - 1;
762 }
763
764 static const char *iter_state_str(enum bpf_iter_state state)
765 {
766         switch (state) {
767         case BPF_ITER_STATE_ACTIVE:
768                 return "active";
769         case BPF_ITER_STATE_DRAINED:
770                 return "drained";
771         case BPF_ITER_STATE_INVALID:
772                 return "<invalid>";
773         default:
774                 WARN_ONCE(1, "unknown iter state %d\n", state);
775                 return "<unknown>";
776         }
777 }
778
779 static void mark_reg_scratched(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno)
780 {
781         env->scratched_regs |= 1U << regno;
782 }
783
784 static void mark_stack_slot_scratched(struct bpf_verifier_env *env, u32 spi)
785 {
786         env->scratched_stack_slots |= 1ULL << spi;
787 }
788
789 static bool reg_scratched(const struct bpf_verifier_env *env, u32 regno)
790 {
791         return (env->scratched_regs >> regno) & 1;
792 }
793
794 static bool stack_slot_scratched(const struct bpf_verifier_env *env, u64 regno)
795 {
796         return (env->scratched_stack_slots >> regno) & 1;
797 }
798
799 static bool verifier_state_scratched(const struct bpf_verifier_env *env)
800 {
801         return env->scratched_regs || env->scratched_stack_slots;
802 }
803
804 static void mark_verifier_state_clean(struct bpf_verifier_env *env)
805 {
806         env->scratched_regs = 0U;
807         env->scratched_stack_slots = 0ULL;
808 }
809
810 /* Used for printing the entire verifier state. */
811 static void mark_verifier_state_scratched(struct bpf_verifier_env *env)
812 {
813         env->scratched_regs = ~0U;
814         env->scratched_stack_slots = ~0ULL;
815 }
816
817 static enum bpf_dynptr_type arg_to_dynptr_type(enum bpf_arg_type arg_type)
818 {
819         switch (arg_type & DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK) {
820         case DYNPTR_TYPE_LOCAL:
821                 return BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL;
822         case DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
823                 return BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
824         case DYNPTR_TYPE_SKB:
825                 return BPF_DYNPTR_TYPE_SKB;
826         case DYNPTR_TYPE_XDP:
827                 return BPF_DYNPTR_TYPE_XDP;
828         default:
829                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
830         }
831 }
832
833 static enum bpf_type_flag get_dynptr_type_flag(enum bpf_dynptr_type type)
834 {
835         switch (type) {
836         case BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL:
837                 return DYNPTR_TYPE_LOCAL;
838         case BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
839                 return DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
840         case BPF_DYNPTR_TYPE_SKB:
841                 return DYNPTR_TYPE_SKB;
842         case BPF_DYNPTR_TYPE_XDP:
843                 return DYNPTR_TYPE_XDP;
844         default:
845                 return 0;
846         }
847 }
848
849 static bool dynptr_type_refcounted(enum bpf_dynptr_type type)
850 {
851         return type == BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
852 }
853
854 static void __mark_dynptr_reg(struct bpf_reg_state *reg,
855                               enum bpf_dynptr_type type,
856                               bool first_slot, int dynptr_id);
857
858 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
859                                 struct bpf_reg_state *reg);
860
861 static void mark_dynptr_stack_regs(struct bpf_verifier_env *env,
862                                    struct bpf_reg_state *sreg1,
863                                    struct bpf_reg_state *sreg2,
864                                    enum bpf_dynptr_type type)
865 {
866         int id = ++env->id_gen;
867
868         __mark_dynptr_reg(sreg1, type, true, id);
869         __mark_dynptr_reg(sreg2, type, false, id);
870 }
871
872 static void mark_dynptr_cb_reg(struct bpf_verifier_env *env,
873                                struct bpf_reg_state *reg,
874                                enum bpf_dynptr_type type)
875 {
876         __mark_dynptr_reg(reg, type, true, ++env->id_gen);
877 }
878
879 static int destroy_if_dynptr_stack_slot(struct bpf_verifier_env *env,
880                                         struct bpf_func_state *state, int spi);
881
882 static int mark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
883                                    enum bpf_arg_type arg_type, int insn_idx, int clone_ref_obj_id)
884 {
885         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
886         enum bpf_dynptr_type type;
887         int spi, i, err;
888
889         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
890         if (spi < 0)
891                 return spi;
892
893         /* We cannot assume both spi and spi - 1 belong to the same dynptr,
894          * hence we need to call destroy_if_dynptr_stack_slot twice for both,
895          * to ensure that for the following example:
896          *      [d1][d1][d2][d2]
897          * spi    3   2   1   0
898          * So marking spi = 2 should lead to destruction of both d1 and d2. In
899          * case they do belong to same dynptr, second call won't see slot_type
900          * as STACK_DYNPTR and will simply skip destruction.
901          */
902         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
903         if (err)
904                 return err;
905         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi - 1);
906         if (err)
907                 return err;
908
909         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
910                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
911                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
912         }
913
914         type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
915         if (type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
916                 return -EINVAL;
917
918         mark_dynptr_stack_regs(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
919                                &state->stack[spi - 1].spilled_ptr, type);
920
921         if (dynptr_type_refcounted(type)) {
922                 /* The id is used to track proper releasing */
923                 int id;
924
925                 if (clone_ref_obj_id)
926                         id = clone_ref_obj_id;
927                 else
928                         id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
929
930                 if (id < 0)
931                         return id;
932
933                 state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id = id;
934                 state->stack[spi - 1].spilled_ptr.ref_obj_id = id;
935         }
936
937         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
938         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
939
940         return 0;
941 }
942
943 static void invalidate_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *state, int spi)
944 {
945         int i;
946
947         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
948                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_INVALID;
949                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_INVALID;
950         }
951
952         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
953         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr);
954
955         /* Why do we need to set REG_LIVE_WRITTEN for STACK_INVALID slot?
956          *
957          * While we don't allow reading STACK_INVALID, it is still possible to
958          * do <8 byte writes marking some but not all slots as STACK_MISC. Then,
959          * helpers or insns can do partial read of that part without failing,
960          * but check_stack_range_initialized, check_stack_read_var_off, and
961          * check_stack_read_fixed_off will do mark_reg_read for all 8-bytes of
962          * the slot conservatively. Hence we need to prevent those liveness
963          * marking walks.
964          *
965          * This was not a problem before because STACK_INVALID is only set by
966          * default (where the default reg state has its reg->parent as NULL), or
967          * in clean_live_states after REG_LIVE_DONE (at which point
968          * mark_reg_read won't walk reg->parent chain), but not randomly during
969          * verifier state exploration (like we did above). Hence, for our case
970          * parentage chain will still be live (i.e. reg->parent may be
971          * non-NULL), while earlier reg->parent was NULL, so we need
972          * REG_LIVE_WRITTEN to screen off read marker propagation when it is
973          * done later on reads or by mark_dynptr_read as well to unnecessary
974          * mark registers in verifier state.
975          */
976         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
977         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
978 }
979
980 static int unmark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
981 {
982         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
983         int spi, ref_obj_id, i;
984
985         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
986         if (spi < 0)
987                 return spi;
988
989         if (!dynptr_type_refcounted(state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type)) {
990                 invalidate_dynptr(env, state, spi);
991                 return 0;
992         }
993
994         ref_obj_id = state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
995
996         /* If the dynptr has a ref_obj_id, then we need to invalidate
997          * two things:
998          *
999          * 1) Any dynptrs with a matching ref_obj_id (clones)
1000          * 2) Any slices derived from this dynptr.
1001          */
1002
1003         /* Invalidate any slices associated with this dynptr */
1004         WARN_ON_ONCE(release_reference(env, ref_obj_id));
1005
1006         /* Invalidate any dynptr clones */
1007         for (i = 1; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
1008                 if (state->stack[i].spilled_ptr.ref_obj_id != ref_obj_id)
1009                         continue;
1010
1011                 /* it should always be the case that if the ref obj id
1012                  * matches then the stack slot also belongs to a
1013                  * dynptr
1014                  */
1015                 if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_DYNPTR) {
1016                         verbose(env, "verifier internal error: misconfigured ref_obj_id\n");
1017                         return -EFAULT;
1018                 }
1019                 if (state->stack[i].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
1020                         invalidate_dynptr(env, state, i);
1021         }
1022
1023         return 0;
1024 }
1025
1026 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
1027                                struct bpf_reg_state *reg);
1028
1029 static void mark_reg_invalid(const struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
1030 {
1031         if (!env->allow_ptr_leaks)
1032                 __mark_reg_not_init(env, reg);
1033         else
1034                 __mark_reg_unknown(env, reg);
1035 }
1036
1037 static int destroy_if_dynptr_stack_slot(struct bpf_verifier_env *env,
1038                                         struct bpf_func_state *state, int spi)
1039 {
1040         struct bpf_func_state *fstate;
1041         struct bpf_reg_state *dreg;
1042         int i, dynptr_id;
1043
1044         /* We always ensure that STACK_DYNPTR is never set partially,
1045          * hence just checking for slot_type[0] is enough. This is
1046          * different for STACK_SPILL, where it may be only set for
1047          * 1 byte, so code has to use is_spilled_reg.
1048          */
1049         if (state->stack[spi].slot_type[0] != STACK_DYNPTR)
1050                 return 0;
1051
1052         /* Reposition spi to first slot */
1053         if (!state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
1054                 spi = spi + 1;
1055
1056         if (dynptr_type_refcounted(state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type)) {
1057                 verbose(env, "cannot overwrite referenced dynptr\n");
1058                 return -EINVAL;
1059         }
1060
1061         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
1062         mark_stack_slot_scratched(env, spi - 1);
1063
1064         /* Writing partially to one dynptr stack slot destroys both. */
1065         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
1066                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_INVALID;
1067                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_INVALID;
1068         }
1069
1070         dynptr_id = state->stack[spi].spilled_ptr.id;
1071         /* Invalidate any slices associated with this dynptr */
1072         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, fstate, dreg, ({
1073                 /* Dynptr slices are only PTR_TO_MEM_OR_NULL and PTR_TO_MEM */
1074                 if (dreg->type != (PTR_TO_MEM | PTR_MAYBE_NULL) && dreg->type != PTR_TO_MEM)
1075                         continue;
1076                 if (dreg->dynptr_id == dynptr_id)
1077                         mark_reg_invalid(env, dreg);
1078         }));
1079
1080         /* Do not release reference state, we are destroying dynptr on stack,
1081          * not using some helper to release it. Just reset register.
1082          */
1083         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
1084         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr);
1085
1086         /* Same reason as unmark_stack_slots_dynptr above */
1087         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1088         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1089
1090         return 0;
1091 }
1092
1093 static bool is_dynptr_reg_valid_uninit(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
1094 {
1095         int spi;
1096
1097         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
1098                 return false;
1099
1100         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
1101
1102         /* -ERANGE (i.e. spi not falling into allocated stack slots) isn't an
1103          * error because this just means the stack state hasn't been updated yet.
1104          * We will do check_mem_access to check and update stack bounds later.
1105          */
1106         if (spi < 0 && spi != -ERANGE)
1107                 return false;
1108
1109         /* We don't need to check if the stack slots are marked by previous
1110          * dynptr initializations because we allow overwriting existing unreferenced
1111          * STACK_DYNPTR slots, see mark_stack_slots_dynptr which calls
1112          * destroy_if_dynptr_stack_slot to ensure dynptr objects at the slots we are
1113          * touching are completely destructed before we reinitialize them for a new
1114          * one. For referenced ones, destroy_if_dynptr_stack_slot returns an error early
1115          * instead of delaying it until the end where the user will get "Unreleased
1116          * reference" error.
1117          */
1118         return true;
1119 }
1120
1121 static bool is_dynptr_reg_valid_init(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
1122 {
1123         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1124         int i, spi;
1125
1126         /* This already represents first slot of initialized bpf_dynptr.
1127          *
1128          * CONST_PTR_TO_DYNPTR already has fixed and var_off as 0 due to
1129          * check_func_arg_reg_off's logic, so we don't need to check its
1130          * offset and alignment.
1131          */
1132         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
1133                 return true;
1134
1135         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
1136         if (spi < 0)
1137                 return false;
1138         if (!state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
1139                 return false;
1140
1141         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
1142                 if (state->stack[spi].slot_type[i] != STACK_DYNPTR ||
1143                     state->stack[spi - 1].slot_type[i] != STACK_DYNPTR)
1144                         return false;
1145         }
1146
1147         return true;
1148 }
1149
1150 static bool is_dynptr_type_expected(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
1151                                     enum bpf_arg_type arg_type)
1152 {
1153         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1154         enum bpf_dynptr_type dynptr_type;
1155         int spi;
1156
1157         /* ARG_PTR_TO_DYNPTR takes any type of dynptr */
1158         if (arg_type == ARG_PTR_TO_DYNPTR)
1159                 return true;
1160
1161         dynptr_type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
1162         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
1163                 return reg->dynptr.type == dynptr_type;
1164         } else {
1165                 spi = dynptr_get_spi(env, reg);
1166                 if (spi < 0)
1167                         return false;
1168                 return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type == dynptr_type;
1169         }
1170 }
1171
1172 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg);
1173
1174 static int mark_stack_slots_iter(struct bpf_verifier_env *env,
1175                                  struct bpf_reg_state *reg, int insn_idx,
1176                                  struct btf *btf, u32 btf_id, int nr_slots)
1177 {
1178         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1179         int spi, i, j, id;
1180
1181         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1182         if (spi < 0)
1183                 return spi;
1184
1185         id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
1186         if (id < 0)
1187                 return id;
1188
1189         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1190                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1191                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1192
1193                 __mark_reg_known_zero(st);
1194                 st->type = PTR_TO_STACK; /* we don't have dedicated reg type */
1195                 st->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1196                 st->ref_obj_id = i == 0 ? id : 0;
1197                 st->iter.btf = btf;
1198                 st->iter.btf_id = btf_id;
1199                 st->iter.state = BPF_ITER_STATE_ACTIVE;
1200                 st->iter.depth = 0;
1201
1202                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1203                         slot->slot_type[j] = STACK_ITER;
1204
1205                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
1206         }
1207
1208         return 0;
1209 }
1210
1211 static int unmark_stack_slots_iter(struct bpf_verifier_env *env,
1212                                    struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
1213 {
1214         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1215         int spi, i, j;
1216
1217         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1218         if (spi < 0)
1219                 return spi;
1220
1221         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1222                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1223                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1224
1225                 if (i == 0)
1226                         WARN_ON_ONCE(release_reference(env, st->ref_obj_id));
1227
1228                 __mark_reg_not_init(env, st);
1229
1230                 /* see unmark_stack_slots_dynptr() for why we need to set REG_LIVE_WRITTEN */
1231                 st->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1232
1233                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1234                         slot->slot_type[j] = STACK_INVALID;
1235
1236                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
1237         }
1238
1239         return 0;
1240 }
1241
1242 static bool is_iter_reg_valid_uninit(struct bpf_verifier_env *env,
1243                                      struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
1244 {
1245         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1246         int spi, i, j;
1247
1248         /* For -ERANGE (i.e. spi not falling into allocated stack slots), we
1249          * will do check_mem_access to check and update stack bounds later, so
1250          * return true for that case.
1251          */
1252         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1253         if (spi == -ERANGE)
1254                 return true;
1255         if (spi < 0)
1256                 return false;
1257
1258         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1259                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1260
1261                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1262                         if (slot->slot_type[j] == STACK_ITER)
1263                                 return false;
1264         }
1265
1266         return true;
1267 }
1268
1269 static bool is_iter_reg_valid_init(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
1270                                    struct btf *btf, u32 btf_id, int nr_slots)
1271 {
1272         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1273         int spi, i, j;
1274
1275         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1276         if (spi < 0)
1277                 return false;
1278
1279         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1280                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1281                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1282
1283                 /* only main (first) slot has ref_obj_id set */
1284                 if (i == 0 && !st->ref_obj_id)
1285                         return false;
1286                 if (i != 0 && st->ref_obj_id)
1287                         return false;
1288                 if (st->iter.btf != btf || st->iter.btf_id != btf_id)
1289                         return false;
1290
1291                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1292                         if (slot->slot_type[j] != STACK_ITER)
1293                                 return false;
1294         }
1295
1296         return true;
1297 }
1298
1299 /* Check if given stack slot is "special":
1300  *   - spilled register state (STACK_SPILL);
1301  *   - dynptr state (STACK_DYNPTR);
1302  *   - iter state (STACK_ITER).
1303  */
1304 static bool is_stack_slot_special(const struct bpf_stack_state *stack)
1305 {
1306         enum bpf_stack_slot_type type = stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1];
1307
1308         switch (type) {
1309         case STACK_SPILL:
1310         case STACK_DYNPTR:
1311         case STACK_ITER:
1312                 return true;
1313         case STACK_INVALID:
1314         case STACK_MISC:
1315         case STACK_ZERO:
1316                 return false;
1317         default:
1318                 WARN_ONCE(1, "unknown stack slot type %d\n", type);
1319                 return true;
1320         }
1321 }
1322
1323 /* The reg state of a pointer or a bounded scalar was saved when
1324  * it was spilled to the stack.
1325  */
1326 static bool is_spilled_reg(const struct bpf_stack_state *stack)
1327 {
1328         return stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1] == STACK_SPILL;
1329 }
1330
1331 static bool is_spilled_scalar_reg(const struct bpf_stack_state *stack)
1332 {
1333         return stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1] == STACK_SPILL &&
1334                stack->spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE;
1335 }
1336
1337 static void scrub_spilled_slot(u8 *stype)
1338 {
1339         if (*stype != STACK_INVALID)
1340                 *stype = STACK_MISC;
1341 }
1342
1343 static void print_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
1344                                  const struct bpf_func_state *state,
1345                                  bool print_all)
1346 {
1347         const struct bpf_reg_state *reg;
1348         enum bpf_reg_type t;
1349         int i;
1350
1351         if (state->frameno)
1352                 verbose(env, " frame%d:", state->frameno);
1353         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
1354                 reg = &state->regs[i];
1355                 t = reg->type;
1356                 if (t == NOT_INIT)
1357                         continue;
1358                 if (!print_all && !reg_scratched(env, i))
1359                         continue;
1360                 verbose(env, " R%d", i);
1361                 print_liveness(env, reg->live);
1362                 verbose(env, "=");
1363                 if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
1364                         verbose(env, "P");
1365                 if ((t == SCALAR_VALUE || t == PTR_TO_STACK) &&
1366                     tnum_is_const(reg->var_off)) {
1367                         /* reg->off should be 0 for SCALAR_VALUE */
1368                         verbose(env, "%s", t == SCALAR_VALUE ? "" : reg_type_str(env, t));
1369                         verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
1370                 } else {
1371                         const char *sep = "";
1372
1373                         verbose(env, "%s", reg_type_str(env, t));
1374                         if (base_type(t) == PTR_TO_BTF_ID)
1375                                 verbose(env, "%s", btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id));
1376                         verbose(env, "(");
1377 /*
1378  * _a stands for append, was shortened to avoid multiline statements below.
1379  * This macro is used to output a comma separated list of attributes.
1380  */
1381 #define verbose_a(fmt, ...) ({ verbose(env, "%s" fmt, sep, __VA_ARGS__); sep = ","; })
1382
1383                         if (reg->id)
1384                                 verbose_a("id=%d", reg->id);
1385                         if (reg->ref_obj_id)
1386                                 verbose_a("ref_obj_id=%d", reg->ref_obj_id);
1387                         if (type_is_non_owning_ref(reg->type))
1388                                 verbose_a("%s", "non_own_ref");
1389                         if (t != SCALAR_VALUE)
1390                                 verbose_a("off=%d", reg->off);
1391                         if (type_is_pkt_pointer(t))
1392                                 verbose_a("r=%d", reg->range);
1393                         else if (base_type(t) == CONST_PTR_TO_MAP ||
1394                                  base_type(t) == PTR_TO_MAP_KEY ||
1395                                  base_type(t) == PTR_TO_MAP_VALUE)
1396                                 verbose_a("ks=%d,vs=%d",
1397                                           reg->map_ptr->key_size,
1398                                           reg->map_ptr->value_size);
1399                         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
1400                                 /* Typically an immediate SCALAR_VALUE, but
1401                                  * could be a pointer whose offset is too big
1402                                  * for reg->off
1403                                  */
1404                                 verbose_a("imm=%llx", reg->var_off.value);
1405                         } else {
1406                                 if (reg->smin_value != reg->umin_value &&
1407                                     reg->smin_value != S64_MIN)
1408                                         verbose_a("smin=%lld", (long long)reg->smin_value);
1409                                 if (reg->smax_value != reg->umax_value &&
1410                                     reg->smax_value != S64_MAX)
1411                                         verbose_a("smax=%lld", (long long)reg->smax_value);
1412                                 if (reg->umin_value != 0)
1413                                         verbose_a("umin=%llu", (unsigned long long)reg->umin_value);
1414                                 if (reg->umax_value != U64_MAX)
1415                                         verbose_a("umax=%llu", (unsigned long long)reg->umax_value);
1416                                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
1417                                         char tn_buf[48];
1418
1419                                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
1420                                         verbose_a("var_off=%s", tn_buf);
1421                                 }
1422                                 if (reg->s32_min_value != reg->smin_value &&
1423                                     reg->s32_min_value != S32_MIN)
1424                                         verbose_a("s32_min=%d", (int)(reg->s32_min_value));
1425                                 if (reg->s32_max_value != reg->smax_value &&
1426                                     reg->s32_max_value != S32_MAX)
1427                                         verbose_a("s32_max=%d", (int)(reg->s32_max_value));
1428                                 if (reg->u32_min_value != reg->umin_value &&
1429                                     reg->u32_min_value != U32_MIN)
1430                                         verbose_a("u32_min=%d", (int)(reg->u32_min_value));
1431                                 if (reg->u32_max_value != reg->umax_value &&
1432                                     reg->u32_max_value != U32_MAX)
1433                                         verbose_a("u32_max=%d", (int)(reg->u32_max_value));
1434                         }
1435 #undef verbose_a
1436
1437                         verbose(env, ")");
1438                 }
1439         }
1440         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
1441                 char types_buf[BPF_REG_SIZE + 1];
1442                 bool valid = false;
1443                 int j;
1444
1445                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++) {
1446                         if (state->stack[i].slot_type[j] != STACK_INVALID)
1447                                 valid = true;
1448                         types_buf[j] = slot_type_char[state->stack[i].slot_type[j]];
1449                 }
1450                 types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
1451                 if (!valid)
1452                         continue;
1453                 if (!print_all && !stack_slot_scratched(env, i))
1454                         continue;
1455                 switch (state->stack[i].slot_type[BPF_REG_SIZE - 1]) {
1456                 case STACK_SPILL:
1457                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1458                         t = reg->type;
1459
1460                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1461                         print_liveness(env, reg->live);
1462                         verbose(env, "=%s", t == SCALAR_VALUE ? "" : reg_type_str(env, t));
1463                         if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
1464                                 verbose(env, "P");
1465                         if (t == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off))
1466                                 verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
1467                         break;
1468                 case STACK_DYNPTR:
1469                         i += BPF_DYNPTR_NR_SLOTS - 1;
1470                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1471
1472                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1473                         print_liveness(env, reg->live);
1474                         verbose(env, "=dynptr_%s", dynptr_type_str(reg->dynptr.type));
1475                         if (reg->ref_obj_id)
1476                                 verbose(env, "(ref_id=%d)", reg->ref_obj_id);
1477                         break;
1478                 case STACK_ITER:
1479                         /* only main slot has ref_obj_id set; skip others */
1480                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1481                         if (!reg->ref_obj_id)
1482                                 continue;
1483
1484                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1485                         print_liveness(env, reg->live);
1486                         verbose(env, "=iter_%s(ref_id=%d,state=%s,depth=%u)",
1487                                 iter_type_str(reg->iter.btf, reg->iter.btf_id),
1488                                 reg->ref_obj_id, iter_state_str(reg->iter.state),
1489                                 reg->iter.depth);
1490                         break;
1491                 case STACK_MISC:
1492                 case STACK_ZERO:
1493                 default:
1494                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1495
1496                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1497                                 types_buf[j] = slot_type_char[state->stack[i].slot_type[j]];
1498                         types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
1499
1500                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1501                         print_liveness(env, reg->live);
1502                         verbose(env, "=%s", types_buf);
1503                         break;
1504                 }
1505         }
1506         if (state->acquired_refs && state->refs[0].id) {
1507                 verbose(env, " refs=%d", state->refs[0].id);
1508                 for (i = 1; i < state->acquired_refs; i++)
1509                         if (state->refs[i].id)
1510                                 verbose(env, ",%d", state->refs[i].id);
1511         }
1512         if (state->in_callback_fn)
1513                 verbose(env, " cb");
1514         if (state->in_async_callback_fn)
1515                 verbose(env, " async_cb");
1516         verbose(env, "\n");
1517         mark_verifier_state_clean(env);
1518 }
1519
1520 static inline u32 vlog_alignment(u32 pos)
1521 {
1522         return round_up(max(pos + BPF_LOG_MIN_ALIGNMENT / 2, BPF_LOG_ALIGNMENT),
1523                         BPF_LOG_MIN_ALIGNMENT) - pos - 1;
1524 }
1525
1526 static void print_insn_state(struct bpf_verifier_env *env,
1527                              const struct bpf_func_state *state)
1528 {
1529         if (env->prev_log_pos && env->prev_log_pos == env->log.end_pos) {
1530                 /* remove new line character */
1531                 bpf_vlog_reset(&env->log, env->prev_log_pos - 1);
1532                 verbose(env, "%*c;", vlog_alignment(env->prev_insn_print_pos), ' ');
1533         } else {
1534                 verbose(env, "%d:", env->insn_idx);
1535         }
1536         print_verifier_state(env, state, false);
1537 }
1538
1539 /* copy array src of length n * size bytes to dst. dst is reallocated if it's too
1540  * small to hold src. This is different from krealloc since we don't want to preserve
1541  * the contents of dst.
1542  *
1543  * Leaves dst untouched if src is NULL or length is zero. Returns NULL if memory could
1544  * not be allocated.
1545  */
1546 static void *copy_array(void *dst, const void *src, size_t n, size_t size, gfp_t flags)
1547 {
1548         size_t alloc_bytes;
1549         void *orig = dst;
1550         size_t bytes;
1551
1552         if (ZERO_OR_NULL_PTR(src))
1553                 goto out;
1554
1555         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
1556                 return NULL;
1557
1558         alloc_bytes = max(ksize(orig), kmalloc_size_roundup(bytes));
1559         dst = krealloc(orig, alloc_bytes, flags);
1560         if (!dst) {
1561                 kfree(orig);
1562                 return NULL;
1563         }
1564
1565         memcpy(dst, src, bytes);
1566 out:
1567         return dst ? dst : ZERO_SIZE_PTR;
1568 }
1569
1570 /* resize an array from old_n items to new_n items. the array is reallocated if it's too
1571  * small to hold new_n items. new items are zeroed out if the array grows.
1572  *
1573  * Contrary to krealloc_array, does not free arr if new_n is zero.
1574  */
1575 static void *realloc_array(void *arr, size_t old_n, size_t new_n, size_t size)
1576 {
1577         size_t alloc_size;
1578         void *new_arr;
1579
1580         if (!new_n || old_n == new_n)
1581                 goto out;
1582
1583         alloc_size = kmalloc_size_roundup(size_mul(new_n, size));
1584         new_arr = krealloc(arr, alloc_size, GFP_KERNEL);
1585         if (!new_arr) {
1586                 kfree(arr);
1587                 return NULL;
1588         }
1589         arr = new_arr;
1590
1591         if (new_n > old_n)
1592                 memset(arr + old_n * size, 0, (new_n - old_n) * size);
1593
1594 out:
1595         return arr ? arr : ZERO_SIZE_PTR;
1596 }
1597
1598 static int copy_reference_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1599 {
1600         dst->refs = copy_array(dst->refs, src->refs, src->acquired_refs,
1601                                sizeof(struct bpf_reference_state), GFP_KERNEL);
1602         if (!dst->refs)
1603                 return -ENOMEM;
1604
1605         dst->acquired_refs = src->acquired_refs;
1606         return 0;
1607 }
1608
1609 static int copy_stack_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1610 {
1611         size_t n = src->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
1612
1613         dst->stack = copy_array(dst->stack, src->stack, n, sizeof(struct bpf_stack_state),
1614                                 GFP_KERNEL);
1615         if (!dst->stack)
1616                 return -ENOMEM;
1617
1618         dst->allocated_stack = src->allocated_stack;
1619         return 0;
1620 }
1621
1622 static int resize_reference_state(struct bpf_func_state *state, size_t n)
1623 {
1624         state->refs = realloc_array(state->refs, state->acquired_refs, n,
1625                                     sizeof(struct bpf_reference_state));
1626         if (!state->refs)
1627                 return -ENOMEM;
1628
1629         state->acquired_refs = n;
1630         return 0;
1631 }
1632
1633 static int grow_stack_state(struct bpf_func_state *state, int size)
1634 {
1635         size_t old_n = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE, n = size / BPF_REG_SIZE;
1636
1637         if (old_n >= n)
1638                 return 0;
1639
1640         state->stack = realloc_array(state->stack, old_n, n, sizeof(struct bpf_stack_state));
1641         if (!state->stack)
1642                 return -ENOMEM;
1643
1644         state->allocated_stack = size;
1645         return 0;
1646 }
1647
1648 /* Acquire a pointer id from the env and update the state->refs to include
1649  * this new pointer reference.
1650  * On success, returns a valid pointer id to associate with the register
1651  * On failure, returns a negative errno.
1652  */
1653 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
1654 {
1655         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
1656         int new_ofs = state->acquired_refs;
1657         int id, err;
1658
1659         err = resize_reference_state(state, state->acquired_refs + 1);
1660         if (err)
1661                 return err;
1662         id = ++env->id_gen;
1663         state->refs[new_ofs].id = id;
1664         state->refs[new_ofs].insn_idx = insn_idx;
1665         state->refs[new_ofs].callback_ref = state->in_callback_fn ? state->frameno : 0;
1666
1667         return id;
1668 }
1669
1670 /* release function corresponding to acquire_reference_state(). Idempotent. */
1671 static int release_reference_state(struct bpf_func_state *state, int ptr_id)
1672 {
1673         int i, last_idx;
1674
1675         last_idx = state->acquired_refs - 1;
1676         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
1677                 if (state->refs[i].id == ptr_id) {
1678                         /* Cannot release caller references in callbacks */
1679                         if (state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
1680                                 return -EINVAL;
1681                         if (last_idx && i != last_idx)
1682                                 memcpy(&state->refs[i], &state->refs[last_idx],
1683                                        sizeof(*state->refs));
1684                         memset(&state->refs[last_idx], 0, sizeof(*state->refs));
1685                         state->acquired_refs--;
1686                         return 0;
1687                 }
1688         }
1689         return -EINVAL;
1690 }
1691
1692 static void free_func_state(struct bpf_func_state *state)
1693 {
1694         if (!state)
1695                 return;
1696         kfree(state->refs);
1697         kfree(state->stack);
1698         kfree(state);
1699 }
1700
1701 static void clear_jmp_history(struct bpf_verifier_state *state)
1702 {
1703         kfree(state->jmp_history);
1704         state->jmp_history = NULL;
1705         state->jmp_history_cnt = 0;
1706 }
1707
1708 static void free_verifier_state(struct bpf_verifier_state *state,
1709                                 bool free_self)
1710 {
1711         int i;
1712
1713         for (i = 0; i <= state->curframe; i++) {
1714                 free_func_state(state->frame[i]);
1715                 state->frame[i] = NULL;
1716         }
1717         clear_jmp_history(state);
1718         if (free_self)
1719                 kfree(state);
1720 }
1721
1722 /* copy verifier state from src to dst growing dst stack space
1723  * when necessary to accommodate larger src stack
1724  */
1725 static int copy_func_state(struct bpf_func_state *dst,
1726                            const struct bpf_func_state *src)
1727 {
1728         int err;
1729
1730         memcpy(dst, src, offsetof(struct bpf_func_state, acquired_refs));
1731         err = copy_reference_state(dst, src);
1732         if (err)
1733                 return err;
1734         return copy_stack_state(dst, src);
1735 }
1736
1737 static int copy_verifier_state(struct bpf_verifier_state *dst_state,
1738                                const struct bpf_verifier_state *src)
1739 {
1740         struct bpf_func_state *dst;
1741         int i, err;
1742
1743         dst_state->jmp_history = copy_array(dst_state->jmp_history, src->jmp_history,
1744                                             src->jmp_history_cnt, sizeof(struct bpf_idx_pair),
1745                                             GFP_USER);
1746         if (!dst_state->jmp_history)
1747                 return -ENOMEM;
1748         dst_state->jmp_history_cnt = src->jmp_history_cnt;
1749
1750         /* if dst has more stack frames then src frame, free them */
1751         for (i = src->curframe + 1; i <= dst_state->curframe; i++) {
1752                 free_func_state(dst_state->frame[i]);
1753                 dst_state->frame[i] = NULL;
1754         }
1755         dst_state->speculative = src->speculative;
1756         dst_state->active_rcu_lock = src->active_rcu_lock;
1757         dst_state->curframe = src->curframe;
1758         dst_state->active_lock.ptr = src->active_lock.ptr;
1759         dst_state->active_lock.id = src->active_lock.id;
1760         dst_state->branches = src->branches;
1761         dst_state->parent = src->parent;
1762         dst_state->first_insn_idx = src->first_insn_idx;
1763         dst_state->last_insn_idx = src->last_insn_idx;
1764         for (i = 0; i <= src->curframe; i++) {
1765                 dst = dst_state->frame[i];
1766                 if (!dst) {
1767                         dst = kzalloc(sizeof(*dst), GFP_KERNEL);
1768                         if (!dst)
1769                                 return -ENOMEM;
1770                         dst_state->frame[i] = dst;
1771                 }
1772                 err = copy_func_state(dst, src->frame[i]);
1773                 if (err)
1774                         return err;
1775         }
1776         return 0;
1777 }
1778
1779 static void update_branch_counts(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
1780 {
1781         while (st) {
1782                 u32 br = --st->branches;
1783
1784                 /* WARN_ON(br > 1) technically makes sense here,
1785                  * but see comment in push_stack(), hence:
1786                  */
1787                 WARN_ONCE((int)br < 0,
1788                           "BUG update_branch_counts:branches_to_explore=%d\n",
1789                           br);
1790                 if (br)
1791                         break;
1792                 st = st->parent;
1793         }
1794 }
1795
1796 static int pop_stack(struct bpf_verifier_env *env, int *prev_insn_idx,
1797                      int *insn_idx, bool pop_log)
1798 {
1799         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1800         struct bpf_verifier_stack_elem *elem, *head = env->head;
1801         int err;
1802
1803         if (env->head == NULL)
1804                 return -ENOENT;
1805
1806         if (cur) {
1807                 err = copy_verifier_state(cur, &head->st);
1808                 if (err)
1809                         return err;
1810         }
1811         if (pop_log)
1812                 bpf_vlog_reset(&env->log, head->log_pos);
1813         if (insn_idx)
1814                 *insn_idx = head->insn_idx;
1815         if (prev_insn_idx)
1816                 *prev_insn_idx = head->prev_insn_idx;
1817         elem = head->next;
1818         free_verifier_state(&head->st, false);
1819         kfree(head);
1820         env->head = elem;
1821         env->stack_size--;
1822         return 0;
1823 }
1824
1825 static struct bpf_verifier_state *push_stack(struct bpf_verifier_env *env,
1826                                              int insn_idx, int prev_insn_idx,
1827                                              bool speculative)
1828 {
1829         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1830         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
1831         int err;
1832
1833         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
1834         if (!elem)
1835                 goto err;
1836
1837         elem->insn_idx = insn_idx;
1838         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
1839         elem->next = env->head;
1840         elem->log_pos = env->log.end_pos;
1841         env->head = elem;
1842         env->stack_size++;
1843         err = copy_verifier_state(&elem->st, cur);
1844         if (err)
1845                 goto err;
1846         elem->st.speculative |= speculative;
1847         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
1848                 verbose(env, "The sequence of %d jumps is too complex.\n",
1849                         env->stack_size);
1850                 goto err;
1851         }
1852         if (elem->st.parent) {
1853                 ++elem->st.parent->branches;
1854                 /* WARN_ON(branches > 2) technically makes sense here,
1855                  * but
1856                  * 1. speculative states will bump 'branches' for non-branch
1857                  * instructions
1858                  * 2. is_state_visited() heuristics may decide not to create
1859                  * a new state for a sequence of branches and all such current
1860                  * and cloned states will be pointing to a single parent state
1861                  * which might have large 'branches' count.
1862                  */
1863         }
1864         return &elem->st;
1865 err:
1866         free_verifier_state(env->cur_state, true);
1867         env->cur_state = NULL;
1868         /* pop all elements and return */
1869         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
1870         return NULL;
1871 }
1872
1873 #define CALLER_SAVED_REGS 6
1874 static const int caller_saved[CALLER_SAVED_REGS] = {
1875         BPF_REG_0, BPF_REG_1, BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4, BPF_REG_5
1876 };
1877
1878 /* This helper doesn't clear reg->id */
1879 static void ___mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1880 {
1881         reg->var_off = tnum_const(imm);
1882         reg->smin_value = (s64)imm;
1883         reg->smax_value = (s64)imm;
1884         reg->umin_value = imm;
1885         reg->umax_value = imm;
1886
1887         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1888         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1889         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1890         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1891 }
1892
1893 /* Mark the unknown part of a register (variable offset or scalar value) as
1894  * known to have the value @imm.
1895  */
1896 static void __mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1897 {
1898         /* Clear off and union(map_ptr, range) */
1899         memset(((u8 *)reg) + sizeof(reg->type), 0,
1900                offsetof(struct bpf_reg_state, var_off) - sizeof(reg->type));
1901         reg->id = 0;
1902         reg->ref_obj_id = 0;
1903         ___mark_reg_known(reg, imm);
1904 }
1905
1906 static void __mark_reg32_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1907 {
1908         reg->var_off = tnum_const_subreg(reg->var_off, imm);
1909         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1910         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1911         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1912         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1913 }
1914
1915 /* Mark the 'variable offset' part of a register as zero.  This should be
1916  * used only on registers holding a pointer type.
1917  */
1918 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1919 {
1920         __mark_reg_known(reg, 0);
1921 }
1922
1923 static void __mark_reg_const_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1924 {
1925         __mark_reg_known(reg, 0);
1926         reg->type = SCALAR_VALUE;
1927 }
1928
1929 static void mark_reg_known_zero(struct bpf_verifier_env *env,
1930                                 struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1931 {
1932         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1933                 verbose(env, "mark_reg_known_zero(regs, %u)\n", regno);
1934                 /* Something bad happened, let's kill all regs */
1935                 for (regno = 0; regno < MAX_BPF_REG; regno++)
1936                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1937                 return;
1938         }
1939         __mark_reg_known_zero(regs + regno);
1940 }
1941
1942 static void __mark_dynptr_reg(struct bpf_reg_state *reg, enum bpf_dynptr_type type,
1943                               bool first_slot, int dynptr_id)
1944 {
1945         /* reg->type has no meaning for STACK_DYNPTR, but when we set reg for
1946          * callback arguments, it does need to be CONST_PTR_TO_DYNPTR, so simply
1947          * set it unconditionally as it is ignored for STACK_DYNPTR anyway.
1948          */
1949         __mark_reg_known_zero(reg);
1950         reg->type = CONST_PTR_TO_DYNPTR;
1951         /* Give each dynptr a unique id to uniquely associate slices to it. */
1952         reg->id = dynptr_id;
1953         reg->dynptr.type = type;
1954         reg->dynptr.first_slot = first_slot;
1955 }
1956
1957 static void mark_ptr_not_null_reg(struct bpf_reg_state *reg)
1958 {
1959         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MAP_VALUE) {
1960                 const struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
1961
1962                 if (map->inner_map_meta) {
1963                         reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
1964                         reg->map_ptr = map->inner_map_meta;
1965                         /* transfer reg's id which is unique for every map_lookup_elem
1966                          * as UID of the inner map.
1967                          */
1968                         if (btf_record_has_field(map->inner_map_meta->record, BPF_TIMER))
1969                                 reg->map_uid = reg->id;
1970                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_XSKMAP) {
1971                         reg->type = PTR_TO_XDP_SOCK;
1972                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
1973                            map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH) {
1974                         reg->type = PTR_TO_SOCKET;
1975                 } else {
1976                         reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
1977                 }
1978                 return;
1979         }
1980
1981         reg->type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
1982 }
1983
1984 static void mark_reg_graph_node(struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
1985                                 struct btf_field_graph_root *ds_head)
1986 {
1987         __mark_reg_known_zero(&regs[regno]);
1988         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
1989         regs[regno].btf = ds_head->btf;
1990         regs[regno].btf_id = ds_head->value_btf_id;
1991         regs[regno].off = ds_head->node_offset;
1992 }
1993
1994 static bool reg_is_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg)
1995 {
1996         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
1997 }
1998
1999 static bool reg_is_pkt_pointer_any(const struct bpf_reg_state *reg)
2000 {
2001         return reg_is_pkt_pointer(reg) ||
2002                reg->type == PTR_TO_PACKET_END;
2003 }
2004
2005 static bool reg_is_dynptr_slice_pkt(const struct bpf_reg_state *reg)
2006 {
2007         return base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM &&
2008                 (reg->type & DYNPTR_TYPE_SKB || reg->type & DYNPTR_TYPE_XDP);
2009 }
2010
2011 /* Unmodified PTR_TO_PACKET[_META,_END] register from ctx access. */
2012 static bool reg_is_init_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg,
2013                                     enum bpf_reg_type which)
2014 {
2015         /* The register can already have a range from prior markings.
2016          * This is fine as long as it hasn't been advanced from its
2017          * origin.
2018          */
2019         return reg->type == which &&
2020                reg->id == 0 &&
2021                reg->off == 0 &&
2022                tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
2023 }
2024
2025 /* Reset the min/max bounds of a register */
2026 static void __mark_reg_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2027 {
2028         reg->smin_value = S64_MIN;
2029         reg->smax_value = S64_MAX;
2030         reg->umin_value = 0;
2031         reg->umax_value = U64_MAX;
2032
2033         reg->s32_min_value = S32_MIN;
2034         reg->s32_max_value = S32_MAX;
2035         reg->u32_min_value = 0;
2036         reg->u32_max_value = U32_MAX;
2037 }
2038
2039 static void __mark_reg64_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2040 {
2041         reg->smin_value = S64_MIN;
2042         reg->smax_value = S64_MAX;
2043         reg->umin_value = 0;
2044         reg->umax_value = U64_MAX;
2045 }
2046
2047 static void __mark_reg32_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2048 {
2049         reg->s32_min_value = S32_MIN;
2050         reg->s32_max_value = S32_MAX;
2051         reg->u32_min_value = 0;
2052         reg->u32_max_value = U32_MAX;
2053 }
2054
2055 static void __update_reg32_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2056 {
2057         struct tnum var32_off = tnum_subreg(reg->var_off);
2058
2059         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
2060         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value,
2061                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MIN));
2062         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
2063         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value,
2064                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MAX));
2065         reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)var32_off.value);
2066         reg->u32_max_value = min(reg->u32_max_value,
2067                                  (u32)(var32_off.value | var32_off.mask));
2068 }
2069
2070 static void __update_reg64_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2071 {
2072         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
2073         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value,
2074                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MIN));
2075         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
2076         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value,
2077                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MAX));
2078         reg->umin_value = max(reg->umin_value, reg->var_off.value);
2079         reg->umax_value = min(reg->umax_value,
2080                               reg->var_off.value | reg->var_off.mask);
2081 }
2082
2083 static void __update_reg_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2084 {
2085         __update_reg32_bounds(reg);
2086         __update_reg64_bounds(reg);
2087 }
2088
2089 /* Uses signed min/max values to inform unsigned, and vice-versa */
2090 static void __reg32_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2091 {
2092         /* Learn sign from signed bounds.
2093          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
2094          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
2095          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
2096          */
2097         if (reg->s32_min_value >= 0 || reg->s32_max_value < 0) {
2098                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
2099                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
2100                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
2101                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
2102                 return;
2103         }
2104         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
2105          * boundary, so we must be careful.
2106          */
2107         if ((s32)reg->u32_max_value >= 0) {
2108                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
2109                  * is positive, hence safe.
2110                  */
2111                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value;
2112                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
2113                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
2114         } else if ((s32)reg->u32_min_value < 0) {
2115                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
2116                  * is negative, hence safe.
2117                  */
2118                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
2119                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
2120                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value;
2121         }
2122 }
2123
2124 static void __reg64_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2125 {
2126         /* Learn sign from signed bounds.
2127          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
2128          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
2129          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
2130          */
2131         if (reg->smin_value >= 0 || reg->smax_value < 0) {
2132                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
2133                                                           reg->umin_value);
2134                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
2135                                                           reg->umax_value);
2136                 return;
2137         }
2138         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
2139          * boundary, so we must be careful.
2140          */
2141         if ((s64)reg->umax_value >= 0) {
2142                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
2143                  * is positive, hence safe.
2144                  */
2145                 reg->smin_value = reg->umin_value;
2146                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
2147                                                           reg->umax_value);
2148         } else if ((s64)reg->umin_value < 0) {
2149                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
2150                  * is negative, hence safe.
2151                  */
2152                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
2153                                                           reg->umin_value);
2154                 reg->smax_value = reg->umax_value;
2155         }
2156 }
2157
2158 static void __reg_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2159 {
2160         __reg32_deduce_bounds(reg);
2161         __reg64_deduce_bounds(reg);
2162 }
2163
2164 /* Attempts to improve var_off based on unsigned min/max information */
2165 static void __reg_bound_offset(struct bpf_reg_state *reg)
2166 {
2167         struct tnum var64_off = tnum_intersect(reg->var_off,
2168                                                tnum_range(reg->umin_value,
2169                                                           reg->umax_value));
2170         struct tnum var32_off = tnum_intersect(tnum_subreg(var64_off),
2171                                                tnum_range(reg->u32_min_value,
2172                                                           reg->u32_max_value));
2173
2174         reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(var64_off), var32_off);
2175 }
2176
2177 static void reg_bounds_sync(struct bpf_reg_state *reg)
2178 {
2179         /* We might have learned new bounds from the var_off. */
2180         __update_reg_bounds(reg);
2181         /* We might have learned something about the sign bit. */
2182         __reg_deduce_bounds(reg);
2183         /* We might have learned some bits from the bounds. */
2184         __reg_bound_offset(reg);
2185         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
2186          * slightly, e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
2187          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
2188          */
2189         __update_reg_bounds(reg);
2190 }
2191
2192 static bool __reg32_bound_s64(s32 a)
2193 {
2194         return a >= 0 && a <= S32_MAX;
2195 }
2196
2197 static void __reg_assign_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
2198 {
2199         reg->umin_value = reg->u32_min_value;
2200         reg->umax_value = reg->u32_max_value;
2201
2202         /* Attempt to pull 32-bit signed bounds into 64-bit bounds but must
2203          * be positive otherwise set to worse case bounds and refine later
2204          * from tnum.
2205          */
2206         if (__reg32_bound_s64(reg->s32_min_value) &&
2207             __reg32_bound_s64(reg->s32_max_value)) {
2208                 reg->smin_value = reg->s32_min_value;
2209                 reg->smax_value = reg->s32_max_value;
2210         } else {
2211                 reg->smin_value = 0;
2212                 reg->smax_value = U32_MAX;
2213         }
2214 }
2215
2216 static void __reg_combine_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
2217 {
2218         /* special case when 64-bit register has upper 32-bit register
2219          * zeroed. Typically happens after zext or <<32, >>32 sequence
2220          * allowing us to use 32-bit bounds directly,
2221          */
2222         if (tnum_equals_const(tnum_clear_subreg(reg->var_off), 0)) {
2223                 __reg_assign_32_into_64(reg);
2224         } else {
2225                 /* Otherwise the best we can do is push lower 32bit known and
2226                  * unknown bits into register (var_off set from jmp logic)
2227                  * then learn as much as possible from the 64-bit tnum
2228                  * known and unknown bits. The previous smin/smax bounds are
2229                  * invalid here because of jmp32 compare so mark them unknown
2230                  * so they do not impact tnum bounds calculation.
2231                  */
2232                 __mark_reg64_unbounded(reg);
2233         }
2234         reg_bounds_sync(reg);
2235 }
2236
2237 static bool __reg64_bound_s32(s64 a)
2238 {
2239         return a >= S32_MIN && a <= S32_MAX;
2240 }
2241
2242 static bool __reg64_bound_u32(u64 a)
2243 {
2244         return a >= U32_MIN && a <= U32_MAX;
2245 }
2246
2247 static void __reg_combine_64_into_32(struct bpf_reg_state *reg)
2248 {
2249         __mark_reg32_unbounded(reg);
2250         if (__reg64_bound_s32(reg->smin_value) && __reg64_bound_s32(reg->smax_value)) {
2251                 reg->s32_min_value = (s32)reg->smin_value;
2252                 reg->s32_max_value = (s32)reg->smax_value;
2253         }
2254         if (__reg64_bound_u32(reg->umin_value) && __reg64_bound_u32(reg->umax_value)) {
2255                 reg->u32_min_value = (u32)reg->umin_value;
2256                 reg->u32_max_value = (u32)reg->umax_value;
2257         }
2258         reg_bounds_sync(reg);
2259 }
2260
2261 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value. */
2262 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
2263                                struct bpf_reg_state *reg)
2264 {
2265         /*
2266          * Clear type, off, and union(map_ptr, range) and
2267          * padding between 'type' and union
2268          */
2269         memset(reg, 0, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off));
2270         reg->type = SCALAR_VALUE;
2271         reg->id = 0;
2272         reg->ref_obj_id = 0;
2273         reg->var_off = tnum_unknown;
2274         reg->frameno = 0;
2275         reg->precise = !env->bpf_capable;
2276         __mark_reg_unbounded(reg);
2277 }
2278
2279 static void mark_reg_unknown(struct bpf_verifier_env *env,
2280                              struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
2281 {
2282         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
2283                 verbose(env, "mark_reg_unknown(regs, %u)\n", regno);
2284                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
2285                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
2286                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2287                 return;
2288         }
2289         __mark_reg_unknown(env, regs + regno);
2290 }
2291
2292 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
2293                                 struct bpf_reg_state *reg)
2294 {
2295         __mark_reg_unknown(env, reg);
2296         reg->type = NOT_INIT;
2297 }
2298
2299 static void mark_reg_not_init(struct bpf_verifier_env *env,
2300                               struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
2301 {
2302         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
2303                 verbose(env, "mark_reg_not_init(regs, %u)\n", regno);
2304                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
2305                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
2306                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2307                 return;
2308         }
2309         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2310 }
2311
2312 static void mark_btf_ld_reg(struct bpf_verifier_env *env,
2313                             struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
2314                             enum bpf_reg_type reg_type,
2315                             struct btf *btf, u32 btf_id,
2316                             enum bpf_type_flag flag)
2317 {
2318         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
2319                 mark_reg_unknown(env, regs, regno);
2320                 return;
2321         }
2322         mark_reg_known_zero(env, regs, regno);
2323         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | flag;
2324         regs[regno].btf = btf;
2325         regs[regno].btf_id = btf_id;
2326 }
2327
2328 #define DEF_NOT_SUBREG  (0)
2329 static void init_reg_state(struct bpf_verifier_env *env,
2330                            struct bpf_func_state *state)
2331 {
2332         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
2333         int i;
2334
2335         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
2336                 mark_reg_not_init(env, regs, i);
2337                 regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
2338                 regs[i].parent = NULL;
2339                 regs[i].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
2340         }
2341
2342         /* frame pointer */
2343         regs[BPF_REG_FP].type = PTR_TO_STACK;
2344         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_FP);
2345         regs[BPF_REG_FP].frameno = state->frameno;
2346 }
2347
2348 #define BPF_MAIN_FUNC (-1)
2349 static void init_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
2350                             struct bpf_func_state *state,
2351                             int callsite, int frameno, int subprogno)
2352 {
2353         state->callsite = callsite;
2354         state->frameno = frameno;
2355         state->subprogno = subprogno;
2356         state->callback_ret_range = tnum_range(0, 0);
2357         init_reg_state(env, state);
2358         mark_verifier_state_scratched(env);
2359 }
2360
2361 /* Similar to push_stack(), but for async callbacks */
2362 static struct bpf_verifier_state *push_async_cb(struct bpf_verifier_env *env,
2363                                                 int insn_idx, int prev_insn_idx,
2364                                                 int subprog)
2365 {
2366         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
2367         struct bpf_func_state *frame;
2368
2369         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
2370         if (!elem)
2371                 goto err;
2372
2373         elem->insn_idx = insn_idx;
2374         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
2375         elem->next = env->head;
2376         elem->log_pos = env->log.end_pos;
2377         env->head = elem;
2378         env->stack_size++;
2379         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
2380                 verbose(env,
2381                         "The sequence of %d jumps is too complex for async cb.\n",
2382                         env->stack_size);
2383                 goto err;
2384         }
2385         /* Unlike push_stack() do not copy_verifier_state().
2386          * The caller state doesn't matter.
2387          * This is async callback. It starts in a fresh stack.
2388          * Initialize it similar to do_check_common().
2389          */
2390         elem->st.branches = 1;
2391         frame = kzalloc(sizeof(*frame), GFP_KERNEL);
2392         if (!frame)
2393                 goto err;
2394         init_func_state(env, frame,
2395                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
2396                         0 /* frameno within this callchain */,
2397                         subprog /* subprog number within this prog */);
2398         elem->st.frame[0] = frame;
2399         return &elem->st;
2400 err:
2401         free_verifier_state(env->cur_state, true);
2402         env->cur_state = NULL;
2403         /* pop all elements and return */
2404         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
2405         return NULL;
2406 }
2407
2408
2409 enum reg_arg_type {
2410         SRC_OP,         /* register is used as source operand */
2411         DST_OP,         /* register is used as destination operand */
2412         DST_OP_NO_MARK  /* same as above, check only, don't mark */
2413 };
2414
2415 static int cmp_subprogs(const void *a, const void *b)
2416 {
2417         return ((struct bpf_subprog_info *)a)->start -
2418                ((struct bpf_subprog_info *)b)->start;
2419 }
2420
2421 static int find_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
2422 {
2423         struct bpf_subprog_info *p;
2424
2425         p = bsearch(&off, env->subprog_info, env->subprog_cnt,
2426                     sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs);
2427         if (!p)
2428                 return -ENOENT;
2429         return p - env->subprog_info;
2430
2431 }
2432
2433 static int add_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
2434 {
2435         int insn_cnt = env->prog->len;
2436         int ret;
2437
2438         if (off >= insn_cnt || off < 0) {
2439                 verbose(env, "call to invalid destination\n");
2440                 return -EINVAL;
2441         }
2442         ret = find_subprog(env, off);
2443         if (ret >= 0)
2444                 return ret;
2445         if (env->subprog_cnt >= BPF_MAX_SUBPROGS) {
2446                 verbose(env, "too many subprograms\n");
2447                 return -E2BIG;
2448         }
2449         /* determine subprog starts. The end is one before the next starts */
2450         env->subprog_info[env->subprog_cnt++].start = off;
2451         sort(env->subprog_info, env->subprog_cnt,
2452              sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs, NULL);
2453         return env->subprog_cnt - 1;
2454 }
2455
2456 #define MAX_KFUNC_DESCS 256
2457 #define MAX_KFUNC_BTFS  256
2458
2459 struct bpf_kfunc_desc {
2460         struct btf_func_model func_model;
2461         u32 func_id;
2462         s32 imm;
2463         u16 offset;
2464         unsigned long addr;
2465 };
2466
2467 struct bpf_kfunc_btf {
2468         struct btf *btf;
2469         struct module *module;
2470         u16 offset;
2471 };
2472
2473 struct bpf_kfunc_desc_tab {
2474         /* Sorted by func_id (BTF ID) and offset (fd_array offset) during
2475          * verification. JITs do lookups by bpf_insn, where func_id may not be
2476          * available, therefore at the end of verification do_misc_fixups()
2477          * sorts this by imm and offset.
2478          */
2479         struct bpf_kfunc_desc descs[MAX_KFUNC_DESCS];
2480         u32 nr_descs;
2481 };
2482
2483 struct bpf_kfunc_btf_tab {
2484         struct bpf_kfunc_btf descs[MAX_KFUNC_BTFS];
2485         u32 nr_descs;
2486 };
2487
2488 static int kfunc_desc_cmp_by_id_off(const void *a, const void *b)
2489 {
2490         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2491         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2492
2493         /* func_id is not greater than BTF_MAX_TYPE */
2494         return d0->func_id - d1->func_id ?: d0->offset - d1->offset;
2495 }
2496
2497 static int kfunc_btf_cmp_by_off(const void *a, const void *b)
2498 {
2499         const struct bpf_kfunc_btf *d0 = a;
2500         const struct bpf_kfunc_btf *d1 = b;
2501
2502         return d0->offset - d1->offset;
2503 }
2504
2505 static const struct bpf_kfunc_desc *
2506 find_kfunc_desc(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id, u16 offset)
2507 {
2508         struct bpf_kfunc_desc desc = {
2509                 .func_id = func_id,
2510                 .offset = offset,
2511         };
2512         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2513
2514         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2515         return bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2516                        sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_id_off);
2517 }
2518
2519 int bpf_get_kfunc_addr(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id,
2520                        u16 btf_fd_idx, u8 **func_addr)
2521 {
2522         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
2523
2524         desc = find_kfunc_desc(prog, func_id, btf_fd_idx);
2525         if (!desc)
2526                 return -EFAULT;
2527
2528         *func_addr = (u8 *)desc->addr;
2529         return 0;
2530 }
2531
2532 static struct btf *__find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env,
2533                                          s16 offset)
2534 {
2535         struct bpf_kfunc_btf kf_btf = { .offset = offset };
2536         struct bpf_kfunc_btf_tab *tab;
2537         struct bpf_kfunc_btf *b;
2538         struct module *mod;
2539         struct btf *btf;
2540         int btf_fd;
2541
2542         tab = env->prog->aux->kfunc_btf_tab;
2543         b = bsearch(&kf_btf, tab->descs, tab->nr_descs,
2544                     sizeof(tab->descs[0]), kfunc_btf_cmp_by_off);
2545         if (!b) {
2546                 if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_BTFS) {
2547                         verbose(env, "too many different module BTFs\n");
2548                         return ERR_PTR(-E2BIG);
2549                 }
2550
2551                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
2552                         verbose(env, "kfunc offset > 0 without fd_array is invalid\n");
2553                         return ERR_PTR(-EPROTO);
2554                 }
2555
2556                 if (copy_from_bpfptr_offset(&btf_fd, env->fd_array,
2557                                             offset * sizeof(btf_fd),
2558                                             sizeof(btf_fd)))
2559                         return ERR_PTR(-EFAULT);
2560
2561                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
2562                 if (IS_ERR(btf)) {
2563                         verbose(env, "invalid module BTF fd specified\n");
2564                         return btf;
2565                 }
2566
2567                 if (!btf_is_module(btf)) {
2568                         verbose(env, "BTF fd for kfunc is not a module BTF\n");
2569                         btf_put(btf);
2570                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2571                 }
2572
2573                 mod = btf_try_get_module(btf);
2574                 if (!mod) {
2575                         btf_put(btf);
2576                         return ERR_PTR(-ENXIO);
2577                 }
2578
2579                 b = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2580                 b->btf = btf;
2581                 b->module = mod;
2582                 b->offset = offset;
2583
2584                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2585                      kfunc_btf_cmp_by_off, NULL);
2586         }
2587         return b->btf;
2588 }
2589
2590 void bpf_free_kfunc_btf_tab(struct bpf_kfunc_btf_tab *tab)
2591 {
2592         if (!tab)
2593                 return;
2594
2595         while (tab->nr_descs--) {
2596                 module_put(tab->descs[tab->nr_descs].module);
2597                 btf_put(tab->descs[tab->nr_descs].btf);
2598         }
2599         kfree(tab);
2600 }
2601
2602 static struct btf *find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env, s16 offset)
2603 {
2604         if (offset) {
2605                 if (offset < 0) {
2606                         /* In the future, this can be allowed to increase limit
2607                          * of fd index into fd_array, interpreted as u16.
2608                          */
2609                         verbose(env, "negative offset disallowed for kernel module function call\n");
2610                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2611                 }
2612
2613                 return __find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2614         }
2615         return btf_vmlinux ?: ERR_PTR(-ENOENT);
2616 }
2617
2618 static int add_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, u32 func_id, s16 offset)
2619 {
2620         const struct btf_type *func, *func_proto;
2621         struct bpf_kfunc_btf_tab *btf_tab;
2622         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2623         struct bpf_prog_aux *prog_aux;
2624         struct bpf_kfunc_desc *desc;
2625         const char *func_name;
2626         struct btf *desc_btf;
2627         unsigned long call_imm;
2628         unsigned long addr;
2629         int err;
2630
2631         prog_aux = env->prog->aux;
2632         tab = prog_aux->kfunc_tab;
2633         btf_tab = prog_aux->kfunc_btf_tab;
2634         if (!tab) {
2635                 if (!btf_vmlinux) {
2636                         verbose(env, "calling kernel function is not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
2637                         return -ENOTSUPP;
2638                 }
2639
2640                 if (!env->prog->jit_requested) {
2641                         verbose(env, "JIT is required for calling kernel function\n");
2642                         return -ENOTSUPP;
2643                 }
2644
2645                 if (!bpf_jit_supports_kfunc_call()) {
2646                         verbose(env, "JIT does not support calling kernel function\n");
2647                         return -ENOTSUPP;
2648                 }
2649
2650                 if (!env->prog->gpl_compatible) {
2651                         verbose(env, "cannot call kernel function from non-GPL compatible program\n");
2652                         return -EINVAL;
2653                 }
2654
2655                 tab = kzalloc(sizeof(*tab), GFP_KERNEL);
2656                 if (!tab)
2657                         return -ENOMEM;
2658                 prog_aux->kfunc_tab = tab;
2659         }
2660
2661         /* func_id == 0 is always invalid, but instead of returning an error, be
2662          * conservative and wait until the code elimination pass before returning
2663          * error, so that invalid calls that get pruned out can be in BPF programs
2664          * loaded from userspace.  It is also required that offset be untouched
2665          * for such calls.
2666          */
2667         if (!func_id && !offset)
2668                 return 0;
2669
2670         if (!btf_tab && offset) {
2671                 btf_tab = kzalloc(sizeof(*btf_tab), GFP_KERNEL);
2672                 if (!btf_tab)
2673                         return -ENOMEM;
2674                 prog_aux->kfunc_btf_tab = btf_tab;
2675         }
2676
2677         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2678         if (IS_ERR(desc_btf)) {
2679                 verbose(env, "failed to find BTF for kernel function\n");
2680                 return PTR_ERR(desc_btf);
2681         }
2682
2683         if (find_kfunc_desc(env->prog, func_id, offset))
2684                 return 0;
2685
2686         if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_DESCS) {
2687                 verbose(env, "too many different kernel function calls\n");
2688                 return -E2BIG;
2689         }
2690
2691         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
2692         if (!func || !btf_type_is_func(func)) {
2693                 verbose(env, "kernel btf_id %u is not a function\n",
2694                         func_id);
2695                 return -EINVAL;
2696         }
2697         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
2698         if (!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)) {
2699                 verbose(env, "kernel function btf_id %u does not have a valid func_proto\n",
2700                         func_id);
2701                 return -EINVAL;
2702         }
2703
2704         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
2705         addr = kallsyms_lookup_name(func_name);
2706         if (!addr) {
2707                 verbose(env, "cannot find address for kernel function %s\n",
2708                         func_name);
2709                 return -EINVAL;
2710         }
2711         specialize_kfunc(env, func_id, offset, &addr);
2712
2713         if (bpf_jit_supports_far_kfunc_call()) {
2714                 call_imm = func_id;
2715         } else {
2716                 call_imm = BPF_CALL_IMM(addr);
2717                 /* Check whether the relative offset overflows desc->imm */
2718                 if ((unsigned long)(s32)call_imm != call_imm) {
2719                         verbose(env, "address of kernel function %s is out of range\n",
2720                                 func_name);
2721                         return -EINVAL;
2722                 }
2723         }
2724
2725         if (bpf_dev_bound_kfunc_id(func_id)) {
2726                 err = bpf_dev_bound_kfunc_check(&env->log, prog_aux);
2727                 if (err)
2728                         return err;
2729         }
2730
2731         desc = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2732         desc->func_id = func_id;
2733         desc->imm = call_imm;
2734         desc->offset = offset;
2735         desc->addr = addr;
2736         err = btf_distill_func_proto(&env->log, desc_btf,
2737                                      func_proto, func_name,
2738                                      &desc->func_model);
2739         if (!err)
2740                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2741                      kfunc_desc_cmp_by_id_off, NULL);
2742         return err;
2743 }
2744
2745 static int kfunc_desc_cmp_by_imm_off(const void *a, const void *b)
2746 {
2747         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2748         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2749
2750         if (d0->imm != d1->imm)
2751                 return d0->imm < d1->imm ? -1 : 1;
2752         if (d0->offset != d1->offset)
2753                 return d0->offset < d1->offset ? -1 : 1;
2754         return 0;
2755 }
2756
2757 static void sort_kfunc_descs_by_imm_off(struct bpf_prog *prog)
2758 {
2759         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2760
2761         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2762         if (!tab)
2763                 return;
2764
2765         sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2766              kfunc_desc_cmp_by_imm_off, NULL);
2767 }
2768
2769 bool bpf_prog_has_kfunc_call(const struct bpf_prog *prog)
2770 {
2771         return !!prog->aux->kfunc_tab;
2772 }
2773
2774 const struct btf_func_model *
2775 bpf_jit_find_kfunc_model(const struct bpf_prog *prog,
2776                          const struct bpf_insn *insn)
2777 {
2778         const struct bpf_kfunc_desc desc = {
2779                 .imm = insn->imm,
2780                 .offset = insn->off,
2781         };
2782         const struct bpf_kfunc_desc *res;
2783         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2784
2785         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2786         res = bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2787                       sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_imm_off);
2788
2789         return res ? &res->func_model : NULL;
2790 }
2791
2792 static int add_subprog_and_kfunc(struct bpf_verifier_env *env)
2793 {
2794         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2795         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2796         int i, ret, insn_cnt = env->prog->len;
2797
2798         /* Add entry function. */
2799         ret = add_subprog(env, 0);
2800         if (ret)
2801                 return ret;
2802
2803         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
2804                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn) &&
2805                     !bpf_pseudo_kfunc_call(insn))
2806                         continue;
2807
2808                 if (!env->bpf_capable) {
2809                         verbose(env, "loading/calling other bpf or kernel functions are allowed for CAP_BPF and CAP_SYS_ADMIN\n");
2810                         return -EPERM;
2811                 }
2812
2813                 if (bpf_pseudo_func(insn) || bpf_pseudo_call(insn))
2814                         ret = add_subprog(env, i + insn->imm + 1);
2815                 else
2816                         ret = add_kfunc_call(env, insn->imm, insn->off);
2817
2818                 if (ret < 0)
2819                         return ret;
2820         }
2821
2822         /* Add a fake 'exit' subprog which could simplify subprog iteration
2823          * logic. 'subprog_cnt' should not be increased.
2824          */
2825         subprog[env->subprog_cnt].start = insn_cnt;
2826
2827         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
2828                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
2829                         verbose(env, "func#%d @%d\n", i, subprog[i].start);
2830
2831         return 0;
2832 }
2833
2834 static int check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
2835 {
2836         int i, subprog_start, subprog_end, off, cur_subprog = 0;
2837         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2838         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2839         int insn_cnt = env->prog->len;
2840
2841         /* now check that all jumps are within the same subprog */
2842         subprog_start = subprog[cur_subprog].start;
2843         subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2844         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
2845                 u8 code = insn[i].code;
2846
2847                 if (code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
2848                     insn[i].src_reg == 0 &&
2849                     insn[i].imm == BPF_FUNC_tail_call)
2850                         subprog[cur_subprog].has_tail_call = true;
2851                 if (BPF_CLASS(code) == BPF_LD &&
2852                     (BPF_MODE(code) == BPF_ABS || BPF_MODE(code) == BPF_IND))
2853                         subprog[cur_subprog].has_ld_abs = true;
2854                 if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP && BPF_CLASS(code) != BPF_JMP32)
2855                         goto next;
2856                 if (BPF_OP(code) == BPF_EXIT || BPF_OP(code) == BPF_CALL)
2857                         goto next;
2858                 off = i + insn[i].off + 1;
2859                 if (off < subprog_start || off >= subprog_end) {
2860                         verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", i, off);
2861                         return -EINVAL;
2862                 }
2863 next:
2864                 if (i == subprog_end - 1) {
2865                         /* to avoid fall-through from one subprog into another
2866                          * the last insn of the subprog should be either exit
2867                          * or unconditional jump back
2868                          */
2869                         if (code != (BPF_JMP | BPF_EXIT) &&
2870                             code != (BPF_JMP | BPF_JA)) {
2871                                 verbose(env, "last insn is not an exit or jmp\n");
2872                                 return -EINVAL;
2873                         }
2874                         subprog_start = subprog_end;
2875                         cur_subprog++;
2876                         if (cur_subprog < env->subprog_cnt)
2877                                 subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2878                 }
2879         }
2880         return 0;
2881 }
2882
2883 /* Parentage chain of this register (or stack slot) should take care of all
2884  * issues like callee-saved registers, stack slot allocation time, etc.
2885  */
2886 static int mark_reg_read(struct bpf_verifier_env *env,
2887                          const struct bpf_reg_state *state,
2888                          struct bpf_reg_state *parent, u8 flag)
2889 {
2890         bool writes = parent == state->parent; /* Observe write marks */
2891         int cnt = 0;
2892
2893         while (parent) {
2894                 /* if read wasn't screened by an earlier write ... */
2895                 if (writes && state->live & REG_LIVE_WRITTEN)
2896                         break;
2897                 if (parent->live & REG_LIVE_DONE) {
2898                         verbose(env, "verifier BUG type %s var_off %lld off %d\n",
2899                                 reg_type_str(env, parent->type),
2900                                 parent->var_off.value, parent->off);
2901                         return -EFAULT;
2902                 }
2903                 /* The first condition is more likely to be true than the
2904                  * second, checked it first.
2905                  */
2906                 if ((parent->live & REG_LIVE_READ) == flag ||
2907                     parent->live & REG_LIVE_READ64)
2908                         /* The parentage chain never changes and
2909                          * this parent was already marked as LIVE_READ.
2910                          * There is no need to keep walking the chain again and
2911                          * keep re-marking all parents as LIVE_READ.
2912                          * This case happens when the same register is read
2913                          * multiple times without writes into it in-between.
2914                          * Also, if parent has the stronger REG_LIVE_READ64 set,
2915                          * then no need to set the weak REG_LIVE_READ32.
2916                          */
2917                         break;
2918                 /* ... then we depend on parent's value */
2919                 parent->live |= flag;
2920                 /* REG_LIVE_READ64 overrides REG_LIVE_READ32. */
2921                 if (flag == REG_LIVE_READ64)
2922                         parent->live &= ~REG_LIVE_READ32;
2923                 state = parent;
2924                 parent = state->parent;
2925                 writes = true;
2926                 cnt++;
2927         }
2928
2929         if (env->longest_mark_read_walk < cnt)
2930                 env->longest_mark_read_walk = cnt;
2931         return 0;
2932 }
2933
2934 static int mark_dynptr_read(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
2935 {
2936         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
2937         int spi, ret;
2938
2939         /* For CONST_PTR_TO_DYNPTR, it must have already been done by
2940          * check_reg_arg in check_helper_call and mark_btf_func_reg_size in
2941          * check_kfunc_call.
2942          */
2943         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
2944                 return 0;
2945         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
2946         if (spi < 0)
2947                 return spi;
2948         /* Caller ensures dynptr is valid and initialized, which means spi is in
2949          * bounds and spi is the first dynptr slot. Simply mark stack slot as
2950          * read.
2951          */
2952         ret = mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
2953                             state->stack[spi].spilled_ptr.parent, REG_LIVE_READ64);
2954         if (ret)
2955                 return ret;
2956         return mark_reg_read(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr,
2957                              state->stack[spi - 1].spilled_ptr.parent, REG_LIVE_READ64);
2958 }
2959
2960 static int mark_iter_read(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
2961                           int spi, int nr_slots)
2962 {
2963         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
2964         int err, i;
2965
2966         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
2967                 struct bpf_reg_state *st = &state->stack[spi - i].spilled_ptr;
2968
2969                 err = mark_reg_read(env, st, st->parent, REG_LIVE_READ64);
2970                 if (err)
2971                         return err;
2972
2973                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
2974         }
2975
2976         return 0;
2977 }
2978
2979 /* This function is supposed to be used by the following 32-bit optimization
2980  * code only. It returns TRUE if the source or destination register operates
2981  * on 64-bit, otherwise return FALSE.
2982  */
2983 static bool is_reg64(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
2984                      u32 regno, struct bpf_reg_state *reg, enum reg_arg_type t)
2985 {
2986         u8 code, class, op;
2987
2988         code = insn->code;
2989         class = BPF_CLASS(code);
2990         op = BPF_OP(code);
2991         if (class == BPF_JMP) {
2992                 /* BPF_EXIT for "main" will reach here. Return TRUE
2993                  * conservatively.
2994                  */
2995                 if (op == BPF_EXIT)
2996                         return true;
2997                 if (op == BPF_CALL) {
2998                         /* BPF to BPF call will reach here because of marking
2999                          * caller saved clobber with DST_OP_NO_MARK for which we
3000                          * don't care the register def because they are anyway
3001                          * marked as NOT_INIT already.
3002                          */
3003                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
3004                                 return false;
3005                         /* Helper call will reach here because of arg type
3006                          * check, conservatively return TRUE.
3007                          */
3008                         if (t == SRC_OP)
3009                                 return true;
3010
3011                         return false;
3012                 }
3013         }
3014
3015         if (class == BPF_ALU64 && op == BPF_END && (insn->imm == 16 || insn->imm == 32))
3016                 return false;
3017
3018         if (class == BPF_ALU64 || class == BPF_JMP ||
3019             (class == BPF_ALU && op == BPF_END && insn->imm == 64))
3020                 return true;
3021
3022         if (class == BPF_ALU || class == BPF_JMP32)
3023                 return false;
3024
3025         if (class == BPF_LDX) {
3026                 if (t != SRC_OP)
3027                         return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
3028                 /* LDX source must be ptr. */
3029                 return true;
3030         }
3031
3032         if (class == BPF_STX) {
3033                 /* BPF_STX (including atomic variants) has multiple source
3034                  * operands, one of which is a ptr. Check whether the caller is
3035                  * asking about it.
3036                  */
3037                 if (t == SRC_OP && reg->type != SCALAR_VALUE)
3038                         return true;
3039                 return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
3040         }
3041
3042         if (class == BPF_LD) {
3043                 u8 mode = BPF_MODE(code);
3044
3045                 /* LD_IMM64 */
3046                 if (mode == BPF_IMM)
3047                         return true;
3048
3049                 /* Both LD_IND and LD_ABS return 32-bit data. */
3050                 if (t != SRC_OP)
3051                         return  false;
3052
3053                 /* Implicit ctx ptr. */
3054                 if (regno == BPF_REG_6)
3055                         return true;
3056
3057                 /* Explicit source could be any width. */
3058                 return true;
3059         }
3060
3061         if (class == BPF_ST)
3062                 /* The only source register for BPF_ST is a ptr. */
3063                 return true;
3064
3065         /* Conservatively return true at default. */
3066         return true;
3067 }
3068
3069 /* Return the regno defined by the insn, or -1. */
3070 static int insn_def_regno(const struct bpf_insn *insn)
3071 {
3072         switch (BPF_CLASS(insn->code)) {
3073         case BPF_JMP:
3074         case BPF_JMP32:
3075         case BPF_ST:
3076                 return -1;
3077         case BPF_STX:
3078                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
3079                     (insn->imm & BPF_FETCH)) {
3080                         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
3081                                 return BPF_REG_0;
3082                         else
3083                                 return insn->src_reg;
3084                 } else {
3085                         return -1;
3086                 }
3087         default:
3088                 return insn->dst_reg;
3089         }
3090 }
3091
3092 /* Return TRUE if INSN has defined any 32-bit value explicitly. */
3093 static bool insn_has_def32(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
3094 {
3095         int dst_reg = insn_def_regno(insn);
3096
3097         if (dst_reg == -1)
3098                 return false;
3099
3100         return !is_reg64(env, insn, dst_reg, NULL, DST_OP);
3101 }
3102
3103 static void mark_insn_zext(struct bpf_verifier_env *env,
3104                            struct bpf_reg_state *reg)
3105 {
3106         s32 def_idx = reg->subreg_def;
3107
3108         if (def_idx == DEF_NOT_SUBREG)
3109                 return;
3110
3111         env->insn_aux_data[def_idx - 1].zext_dst = true;
3112         /* The dst will be zero extended, so won't be sub-register anymore. */
3113         reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
3114 }
3115
3116 static int check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3117                          enum reg_arg_type t)
3118 {
3119         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3120         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3121         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + env->insn_idx;
3122         struct bpf_reg_state *reg, *regs = state->regs;
3123         bool rw64;
3124
3125         if (regno >= MAX_BPF_REG) {
3126                 verbose(env, "R%d is invalid\n", regno);
3127                 return -EINVAL;
3128         }
3129
3130         mark_reg_scratched(env, regno);
3131
3132         reg = &regs[regno];
3133         rw64 = is_reg64(env, insn, regno, reg, t);
3134         if (t == SRC_OP) {
3135                 /* check whether register used as source operand can be read */
3136                 if (reg->type == NOT_INIT) {
3137                         verbose(env, "R%d !read_ok\n", regno);
3138                         return -EACCES;
3139                 }
3140                 /* We don't need to worry about FP liveness because it's read-only */
3141                 if (regno == BPF_REG_FP)
3142                         return 0;
3143
3144                 if (rw64)
3145                         mark_insn_zext(env, reg);
3146
3147                 return mark_reg_read(env, reg, reg->parent,
3148                                      rw64 ? REG_LIVE_READ64 : REG_LIVE_READ32);
3149         } else {
3150                 /* check whether register used as dest operand can be written to */
3151                 if (regno == BPF_REG_FP) {
3152                         verbose(env, "frame pointer is read only\n");
3153                         return -EACCES;
3154                 }
3155                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3156                 reg->subreg_def = rw64 ? DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
3157                 if (t == DST_OP)
3158                         mark_reg_unknown(env, regs, regno);
3159         }
3160         return 0;
3161 }
3162
3163 static void mark_jmp_point(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
3164 {
3165         env->insn_aux_data[idx].jmp_point = true;
3166 }
3167
3168 static bool is_jmp_point(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
3169 {
3170         return env->insn_aux_data[insn_idx].jmp_point;
3171 }
3172
3173 /* for any branch, call, exit record the history of jmps in the given state */
3174 static int push_jmp_history(struct bpf_verifier_env *env,
3175                             struct bpf_verifier_state *cur)
3176 {
3177         u32 cnt = cur->jmp_history_cnt;
3178         struct bpf_idx_pair *p;
3179         size_t alloc_size;
3180
3181         if (!is_jmp_point(env, env->insn_idx))
3182                 return 0;
3183
3184         cnt++;
3185         alloc_size = kmalloc_size_roundup(size_mul(cnt, sizeof(*p)));
3186         p = krealloc(cur->jmp_history, alloc_size, GFP_USER);
3187         if (!p)
3188                 return -ENOMEM;
3189         p[cnt - 1].idx = env->insn_idx;
3190         p[cnt - 1].prev_idx = env->prev_insn_idx;
3191         cur->jmp_history = p;
3192         cur->jmp_history_cnt = cnt;
3193         return 0;
3194 }
3195
3196 /* Backtrack one insn at a time. If idx is not at the top of recorded
3197  * history then previous instruction came from straight line execution.
3198  */
3199 static int get_prev_insn_idx(struct bpf_verifier_state *st, int i,
3200                              u32 *history)
3201 {
3202         u32 cnt = *history;
3203
3204         if (cnt && st->jmp_history[cnt - 1].idx == i) {
3205                 i = st->jmp_history[cnt - 1].prev_idx;
3206                 (*history)--;
3207         } else {
3208                 i--;
3209         }
3210         return i;
3211 }
3212
3213 static const char *disasm_kfunc_name(void *data, const struct bpf_insn *insn)
3214 {
3215         const struct btf_type *func;
3216         struct btf *desc_btf;
3217
3218         if (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
3219                 return NULL;
3220
3221         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(data, insn->off);
3222         if (IS_ERR(desc_btf))
3223                 return "<error>";
3224
3225         func = btf_type_by_id(desc_btf, insn->imm);
3226         return btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
3227 }
3228
3229 static inline void bt_init(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3230 {
3231         bt->frame = frame;
3232 }
3233
3234 static inline void bt_reset(struct backtrack_state *bt)
3235 {
3236         struct bpf_verifier_env *env = bt->env;
3237
3238         memset(bt, 0, sizeof(*bt));
3239         bt->env = env;
3240 }
3241
3242 static inline u32 bt_empty(struct backtrack_state *bt)
3243 {
3244         u64 mask = 0;
3245         int i;
3246
3247         for (i = 0; i <= bt->frame; i++)
3248                 mask |= bt->reg_masks[i] | bt->stack_masks[i];
3249
3250         return mask == 0;
3251 }
3252
3253 static inline int bt_subprog_enter(struct backtrack_state *bt)
3254 {
3255         if (bt->frame == MAX_CALL_FRAMES - 1) {
3256                 verbose(bt->env, "BUG subprog enter from frame %d\n", bt->frame);
3257                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3258                 return -EFAULT;
3259         }
3260         bt->frame++;
3261         return 0;
3262 }
3263
3264 static inline int bt_subprog_exit(struct backtrack_state *bt)
3265 {
3266         if (bt->frame == 0) {
3267                 verbose(bt->env, "BUG subprog exit from frame 0\n");
3268                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3269                 return -EFAULT;
3270         }
3271         bt->frame--;
3272         return 0;
3273 }
3274
3275 static inline void bt_set_frame_reg(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 reg)
3276 {
3277         bt->reg_masks[frame] |= 1 << reg;
3278 }
3279
3280 static inline void bt_clear_frame_reg(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 reg)
3281 {
3282         bt->reg_masks[frame] &= ~(1 << reg);
3283 }
3284
3285 static inline void bt_set_reg(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3286 {
3287         bt_set_frame_reg(bt, bt->frame, reg);
3288 }
3289
3290 static inline void bt_clear_reg(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3291 {
3292         bt_clear_frame_reg(bt, bt->frame, reg);
3293 }
3294
3295 static inline void bt_set_frame_slot(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 slot)
3296 {
3297         bt->stack_masks[frame] |= 1ull << slot;
3298 }
3299
3300 static inline void bt_clear_frame_slot(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 slot)
3301 {
3302         bt->stack_masks[frame] &= ~(1ull << slot);
3303 }
3304
3305 static inline void bt_set_slot(struct backtrack_state *bt, u32 slot)
3306 {
3307         bt_set_frame_slot(bt, bt->frame, slot);
3308 }
3309
3310 static inline void bt_clear_slot(struct backtrack_state *bt, u32 slot)
3311 {
3312         bt_clear_frame_slot(bt, bt->frame, slot);
3313 }
3314
3315 static inline u32 bt_frame_reg_mask(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3316 {
3317         return bt->reg_masks[frame];
3318 }
3319
3320 static inline u32 bt_reg_mask(struct backtrack_state *bt)
3321 {
3322         return bt->reg_masks[bt->frame];
3323 }
3324
3325 static inline u64 bt_frame_stack_mask(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3326 {
3327         return bt->stack_masks[frame];
3328 }
3329
3330 static inline u64 bt_stack_mask(struct backtrack_state *bt)
3331 {
3332         return bt->stack_masks[bt->frame];
3333 }
3334
3335 static inline bool bt_is_reg_set(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3336 {
3337         return bt->reg_masks[bt->frame] & (1 << reg);
3338 }
3339
3340 static inline bool bt_is_slot_set(struct backtrack_state *bt, u32 slot)
3341 {
3342         return bt->stack_masks[bt->frame] & (1ull << slot);
3343 }
3344
3345 /* format registers bitmask, e.g., "r0,r2,r4" for 0x15 mask */
3346 static void fmt_reg_mask(char *buf, ssize_t buf_sz, u32 reg_mask)
3347 {
3348         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3349         bool first = true;
3350         int i, n;
3351
3352         buf[0] = '\0';
3353
3354         bitmap_from_u64(mask, reg_mask);
3355         for_each_set_bit(i, mask, 32) {
3356                 n = snprintf(buf, buf_sz, "%sr%d", first ? "" : ",", i);
3357                 first = false;
3358                 buf += n;
3359                 buf_sz -= n;
3360                 if (buf_sz < 0)
3361                         break;
3362         }
3363 }
3364 /* format stack slots bitmask, e.g., "-8,-24,-40" for 0x15 mask */
3365 static void fmt_stack_mask(char *buf, ssize_t buf_sz, u64 stack_mask)
3366 {
3367         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3368         bool first = true;
3369         int i, n;
3370
3371         buf[0] = '\0';
3372
3373         bitmap_from_u64(mask, stack_mask);
3374         for_each_set_bit(i, mask, 64) {
3375                 n = snprintf(buf, buf_sz, "%s%d", first ? "" : ",", -(i + 1) * 8);
3376                 first = false;
3377                 buf += n;
3378                 buf_sz -= n;
3379                 if (buf_sz < 0)
3380                         break;
3381         }
3382 }
3383
3384 /* For given verifier state backtrack_insn() is called from the last insn to
3385  * the first insn. Its purpose is to compute a bitmask of registers and
3386  * stack slots that needs precision in the parent verifier state.
3387  *
3388  * @idx is an index of the instruction we are currently processing;
3389  * @subseq_idx is an index of the subsequent instruction that:
3390  *   - *would be* executed next, if jump history is viewed in forward order;
3391  *   - *was* processed previously during backtracking.
3392  */
3393 static int backtrack_insn(struct bpf_verifier_env *env, int idx, int subseq_idx,
3394                           struct backtrack_state *bt)
3395 {
3396         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
3397                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
3398                 .cb_print       = verbose,
3399                 .private_data   = env,
3400         };
3401         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + idx;
3402         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
3403         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
3404         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
3405         u32 dreg = insn->dst_reg;
3406         u32 sreg = insn->src_reg;
3407         u32 spi, i;
3408
3409         if (insn->code == 0)
3410                 return 0;
3411         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3412                 fmt_reg_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, bt_reg_mask(bt));
3413                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: regs=%s ",
3414                         bt->frame, env->tmp_str_buf);
3415                 fmt_stack_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, bt_stack_mask(bt));
3416                 verbose(env, "stack=%s before ", env->tmp_str_buf);
3417                 verbose(env, "%d: ", idx);
3418                 print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
3419         }
3420
3421         if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
3422                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3423                         return 0;
3424                 if (opcode == BPF_MOV) {
3425                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3426                                 /* dreg = sreg or dreg = (s8, s16, s32)sreg
3427                                  * dreg needs precision after this insn
3428                                  * sreg needs precision before this insn
3429                                  */
3430                                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3431                                 bt_set_reg(bt, sreg);
3432                         } else {
3433                                 /* dreg = K
3434                                  * dreg needs precision after this insn.
3435                                  * Corresponding register is already marked
3436                                  * as precise=true in this verifier state.
3437                                  * No further markings in parent are necessary
3438                                  */
3439                                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3440                         }
3441                 } else {
3442                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3443                                 /* dreg += sreg
3444                                  * both dreg and sreg need precision
3445                                  * before this insn
3446                                  */
3447                                 bt_set_reg(bt, sreg);
3448                         } /* else dreg += K
3449                            * dreg still needs precision before this insn
3450                            */
3451                 }
3452         } else if (class == BPF_LDX) {
3453                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3454                         return 0;
3455                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3456
3457                 /* scalars can only be spilled into stack w/o losing precision.
3458                  * Load from any other memory can be zero extended.
3459                  * The desire to keep that precision is already indicated
3460                  * by 'precise' mark in corresponding register of this state.
3461                  * No further tracking necessary.
3462                  */
3463                 if (insn->src_reg != BPF_REG_FP)
3464                         return 0;
3465
3466                 /* dreg = *(u64 *)[fp - off] was a fill from the stack.
3467                  * that [fp - off] slot contains scalar that needs to be
3468                  * tracked with precision
3469                  */
3470                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
3471                 if (spi >= 64) {
3472                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
3473                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3474                         return -EFAULT;
3475                 }
3476                 bt_set_slot(bt, spi);
3477         } else if (class == BPF_STX || class == BPF_ST) {
3478                 if (bt_is_reg_set(bt, dreg))
3479                         /* stx & st shouldn't be using _scalar_ dst_reg
3480                          * to access memory. It means backtracking
3481                          * encountered a case of pointer subtraction.
3482                          */
3483                         return -ENOTSUPP;
3484                 /* scalars can only be spilled into stack */
3485                 if (insn->dst_reg != BPF_REG_FP)
3486                         return 0;
3487                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
3488                 if (spi >= 64) {
3489                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
3490                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3491                         return -EFAULT;
3492                 }
3493                 if (!bt_is_slot_set(bt, spi))
3494                         return 0;
3495                 bt_clear_slot(bt, spi);
3496                 if (class == BPF_STX)
3497                         bt_set_reg(bt, sreg);
3498         } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
3499                 if (bpf_pseudo_call(insn)) {
3500                         int subprog_insn_idx, subprog;
3501
3502                         subprog_insn_idx = idx + insn->imm + 1;
3503                         subprog = find_subprog(env, subprog_insn_idx);
3504                         if (subprog < 0)
3505                                 return -EFAULT;
3506
3507                         if (subprog_is_global(env, subprog)) {
3508                                 /* check that jump history doesn't have any
3509                                  * extra instructions from subprog; the next
3510                                  * instruction after call to global subprog
3511                                  * should be literally next instruction in
3512                                  * caller program
3513                                  */
3514                                 WARN_ONCE(idx + 1 != subseq_idx, "verifier backtracking bug");
3515                                 /* r1-r5 are invalidated after subprog call,
3516                                  * so for global func call it shouldn't be set
3517                                  * anymore
3518                                  */
3519                                 if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3520                                         verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3521                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3522                                         return -EFAULT;
3523                                 }
3524                                 /* global subprog always sets R0 */
3525                                 bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3526                                 return 0;
3527                         } else {
3528                                 /* static subprog call instruction, which
3529                                  * means that we are exiting current subprog,
3530                                  * so only r1-r5 could be still requested as
3531                                  * precise, r0 and r6-r10 or any stack slot in
3532                                  * the current frame should be zero by now
3533                                  */
3534                                 if (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) {
3535                                         verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3536                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3537                                         return -EFAULT;
3538                                 }
3539                                 /* we don't track register spills perfectly,
3540                                  * so fallback to force-precise instead of failing */
3541                                 if (bt_stack_mask(bt) != 0)
3542                                         return -ENOTSUPP;
3543                                 /* propagate r1-r5 to the caller */
3544                                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
3545                                         if (bt_is_reg_set(bt, i)) {
3546                                                 bt_clear_reg(bt, i);
3547                                                 bt_set_frame_reg(bt, bt->frame - 1, i);
3548                                         }
3549                                 }
3550                                 if (bt_subprog_exit(bt))
3551                                         return -EFAULT;
3552                                 return 0;
3553                         }
3554                 } else if ((bpf_helper_call(insn) &&
3555                             is_callback_calling_function(insn->imm) &&
3556                             !is_async_callback_calling_function(insn->imm)) ||
3557                            (bpf_pseudo_kfunc_call(insn) && is_callback_calling_kfunc(insn->imm))) {
3558                         /* callback-calling helper or kfunc call, which means
3559                          * we are exiting from subprog, but unlike the subprog
3560                          * call handling above, we shouldn't propagate
3561                          * precision of r1-r5 (if any requested), as they are
3562                          * not actually arguments passed directly to callback
3563                          * subprogs
3564                          */
3565                         if (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) {
3566                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3567                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3568                                 return -EFAULT;
3569                         }
3570                         if (bt_stack_mask(bt) != 0)
3571                                 return -ENOTSUPP;
3572                         /* clear r1-r5 in callback subprog's mask */
3573                         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
3574                                 bt_clear_reg(bt, i);
3575                         if (bt_subprog_exit(bt))
3576                                 return -EFAULT;
3577                         return 0;
3578                 } else if (opcode == BPF_CALL) {
3579                         /* kfunc with imm==0 is invalid and fixup_kfunc_call will
3580                          * catch this error later. Make backtracking conservative
3581                          * with ENOTSUPP.
3582                          */
3583                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL && insn->imm == 0)
3584                                 return -ENOTSUPP;
3585                         /* regular helper call sets R0 */
3586                         bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3587                         if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3588                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
3589                                  * they should have been found already.
3590                                  */
3591                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3592                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3593                                 return -EFAULT;
3594                         }
3595                 } else if (opcode == BPF_EXIT) {
3596                         bool r0_precise;
3597
3598                         if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3599                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
3600                                  * they should have been found already.
3601                                  */
3602                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3603                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3604                                 return -EFAULT;
3605                         }
3606
3607                         /* BPF_EXIT in subprog or callback always returns
3608                          * right after the call instruction, so by checking
3609                          * whether the instruction at subseq_idx-1 is subprog
3610                          * call or not we can distinguish actual exit from
3611                          * *subprog* from exit from *callback*. In the former
3612                          * case, we need to propagate r0 precision, if
3613                          * necessary. In the former we never do that.
3614                          */
3615                         r0_precise = subseq_idx - 1 >= 0 &&
3616                                      bpf_pseudo_call(&env->prog->insnsi[subseq_idx - 1]) &&
3617                                      bt_is_reg_set(bt, BPF_REG_0);
3618
3619                         bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3620                         if (bt_subprog_enter(bt))
3621                                 return -EFAULT;
3622
3623                         if (r0_precise)
3624                                 bt_set_reg(bt, BPF_REG_0);
3625                         /* r6-r9 and stack slots will stay set in caller frame
3626                          * bitmasks until we return back from callee(s)
3627                          */
3628                         return 0;
3629                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3630                         if (!bt_is_reg_set(bt, dreg) && !bt_is_reg_set(bt, sreg))
3631                                 return 0;
3632                         /* dreg <cond> sreg
3633                          * Both dreg and sreg need precision before
3634                          * this insn. If only sreg was marked precise
3635                          * before it would be equally necessary to
3636                          * propagate it to dreg.
3637                          */
3638                         bt_set_reg(bt, dreg);
3639                         bt_set_reg(bt, sreg);
3640                          /* else dreg <cond> K
3641                           * Only dreg still needs precision before
3642                           * this insn, so for the K-based conditional
3643                           * there is nothing new to be marked.
3644                           */
3645                 }
3646         } else if (class == BPF_LD) {
3647                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3648                         return 0;
3649                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3650                 /* It's ld_imm64 or ld_abs or ld_ind.
3651                  * For ld_imm64 no further tracking of precision
3652                  * into parent is necessary
3653                  */
3654                 if (mode == BPF_IND || mode == BPF_ABS)
3655                         /* to be analyzed */
3656                         return -ENOTSUPP;
3657         }
3658         return 0;
3659 }
3660
3661 /* the scalar precision tracking algorithm:
3662  * . at the start all registers have precise=false.
3663  * . scalar ranges are tracked as normal through alu and jmp insns.
3664  * . once precise value of the scalar register is used in:
3665  *   .  ptr + scalar alu
3666  *   . if (scalar cond K|scalar)
3667  *   .  helper_call(.., scalar, ...) where ARG_CONST is expected
3668  *   backtrack through the verifier states and mark all registers and
3669  *   stack slots with spilled constants that these scalar regisers
3670  *   should be precise.
3671  * . during state pruning two registers (or spilled stack slots)
3672  *   are equivalent if both are not precise.
3673  *
3674  * Note the verifier cannot simply walk register parentage chain,
3675  * since many different registers and stack slots could have been
3676  * used to compute single precise scalar.
3677  *
3678  * The approach of starting with precise=true for all registers and then
3679  * backtrack to mark a register as not precise when the verifier detects
3680  * that program doesn't care about specific value (e.g., when helper
3681  * takes register as ARG_ANYTHING parameter) is not safe.
3682  *
3683  * It's ok to walk single parentage chain of the verifier states.
3684  * It's possible that this backtracking will go all the way till 1st insn.
3685  * All other branches will be explored for needing precision later.
3686  *
3687  * The backtracking needs to deal with cases like:
3688  *   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)
3689  * r9 -= r8
3690  * r5 = r9
3691  * if r5 > 0x79f goto pc+7
3692  *    R5_w=inv(id=0,umax_value=1951,var_off=(0x0; 0x7ff))
3693  * r5 += 1
3694  * ...
3695  * call bpf_perf_event_output#25
3696  *   where .arg5_type = ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO
3697  *
3698  * and this case:
3699  * r6 = 1
3700  * call foo // uses callee's r6 inside to compute r0
3701  * r0 += r6
3702  * if r0 == 0 goto
3703  *
3704  * to track above reg_mask/stack_mask needs to be independent for each frame.
3705  *
3706  * Also if parent's curframe > frame where backtracking started,
3707  * the verifier need to mark registers in both frames, otherwise callees
3708  * may incorrectly prune callers. This is similar to
3709  * commit 7640ead93924 ("bpf: verifier: make sure callees don't prune with caller differences")
3710  *
3711  * For now backtracking falls back into conservative marking.
3712  */
3713 static void mark_all_scalars_precise(struct bpf_verifier_env *env,
3714                                      struct bpf_verifier_state *st)
3715 {
3716         struct bpf_func_state *func;
3717         struct bpf_reg_state *reg;
3718         int i, j;
3719
3720         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3721                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: falling back to forcing all scalars precise\n",
3722                         st->curframe);
3723         }
3724
3725         /* big hammer: mark all scalars precise in this path.
3726          * pop_stack may still get !precise scalars.
3727          * We also skip current state and go straight to first parent state,
3728          * because precision markings in current non-checkpointed state are
3729          * not needed. See why in the comment in __mark_chain_precision below.
3730          */
3731         for (st = st->parent; st; st = st->parent) {
3732                 for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
3733                         func = st->frame[i];
3734                         for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
3735                                 reg = &func->regs[j];
3736                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE || reg->precise)
3737                                         continue;
3738                                 reg->precise = true;
3739                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3740                                         verbose(env, "force_precise: frame%d: forcing r%d to be precise\n",
3741                                                 i, j);
3742                                 }
3743                         }
3744                         for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
3745                                 if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
3746                                         continue;
3747                                 reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
3748                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE || reg->precise)
3749                                         continue;
3750                                 reg->precise = true;
3751                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3752                                         verbose(env, "force_precise: frame%d: forcing fp%d to be precise\n",
3753                                                 i, -(j + 1) * 8);
3754                                 }
3755                         }
3756                 }
3757         }
3758 }
3759
3760 static void mark_all_scalars_imprecise(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
3761 {
3762         struct bpf_func_state *func;
3763         struct bpf_reg_state *reg;
3764         int i, j;
3765
3766         for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
3767                 func = st->frame[i];
3768                 for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
3769                         reg = &func->regs[j];
3770                         if (reg->type != SCALAR_VALUE)
3771                                 continue;
3772                         reg->precise = false;
3773                 }
3774                 for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
3775                         if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
3776                                 continue;
3777                         reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
3778                         if (reg->type != SCALAR_VALUE)
3779                                 continue;
3780                         reg->precise = false;
3781                 }
3782         }
3783 }
3784
3785 static bool idset_contains(struct bpf_idset *s, u32 id)
3786 {
3787         u32 i;
3788
3789         for (i = 0; i < s->count; ++i)
3790                 if (s->ids[i] == id)
3791                         return true;
3792
3793         return false;
3794 }
3795
3796 static int idset_push(struct bpf_idset *s, u32 id)
3797 {
3798         if (WARN_ON_ONCE(s->count >= ARRAY_SIZE(s->ids)))
3799                 return -EFAULT;
3800         s->ids[s->count++] = id;
3801         return 0;
3802 }
3803
3804 static void idset_reset(struct bpf_idset *s)
3805 {
3806         s->count = 0;
3807 }
3808
3809 /* Collect a set of IDs for all registers currently marked as precise in env->bt.
3810  * Mark all registers with these IDs as precise.
3811  */
3812 static int mark_precise_scalar_ids(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
3813 {
3814         struct bpf_idset *precise_ids = &env->idset_scratch;
3815         struct backtrack_state *bt = &env->bt;
3816         struct bpf_func_state *func;
3817         struct bpf_reg_state *reg;
3818         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3819         int i, fr;
3820
3821         idset_reset(precise_ids);
3822
3823         for (fr = bt->frame; fr >= 0; fr--) {
3824                 func = st->frame[fr];
3825
3826                 bitmap_from_u64(mask, bt_frame_reg_mask(bt, fr));
3827                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
3828                         reg = &func->regs[i];
3829                         if (!reg->id || reg->type != SCALAR_VALUE)
3830                                 continue;
3831                         if (idset_push(precise_ids, reg->id))
3832                                 return -EFAULT;
3833                 }
3834
3835                 bitmap_from_u64(mask, bt_frame_stack_mask(bt, fr));
3836                 for_each_set_bit(i, mask, 64) {
3837                         if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE)
3838                                 break;
3839                         if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i]))
3840                                 continue;
3841                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
3842                         if (!reg->id)
3843                                 continue;
3844                         if (idset_push(precise_ids, reg->id))
3845                                 return -EFAULT;
3846                 }
3847         }
3848
3849         for (fr = 0; fr <= st->curframe; ++fr) {
3850                 func = st->frame[fr];
3851
3852                 for (i = BPF_REG_0; i < BPF_REG_10; ++i) {
3853                         reg = &func->regs[i];
3854                         if (!reg->id)
3855                                 continue;
3856                         if (!idset_contains(precise_ids, reg->id))
3857                                 continue;
3858                         bt_set_frame_reg(bt, fr, i);
3859                 }
3860                 for (i = 0; i < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; ++i) {
3861                         if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i]))
3862                                 continue;
3863                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
3864                         if (!reg->id)
3865                                 continue;
3866                         if (!idset_contains(precise_ids, reg->id))
3867                                 continue;
3868                         bt_set_frame_slot(bt, fr, i);
3869                 }
3870         }
3871
3872         return 0;
3873 }
3874
3875 /*
3876  * __mark_chain_precision() backtracks BPF program instruction sequence and
3877  * chain of verifier states making sure that register *regno* (if regno >= 0)
3878  * and/or stack slot *spi* (if spi >= 0) are marked as precisely tracked
3879  * SCALARS, as well as any other registers and slots that contribute to
3880  * a tracked state of given registers/stack slots, depending on specific BPF
3881  * assembly instructions (see backtrack_insns() for exact instruction handling
3882  * logic). This backtracking relies on recorded jmp_history and is able to
3883  * traverse entire chain of parent states. This process ends only when all the
3884  * necessary registers/slots and their transitive dependencies are marked as
3885  * precise.
3886  *
3887  * One important and subtle aspect is that precise marks *do not matter* in
3888  * the currently verified state (current state). It is important to understand
3889  * why this is the case.
3890  *
3891  * First, note that current state is the state that is not yet "checkpointed",
3892  * i.e., it is not yet put into env->explored_states, and it has no children
3893  * states as well. It's ephemeral, and can end up either a) being discarded if
3894  * compatible explored state is found at some point or BPF_EXIT instruction is
3895  * reached or b) checkpointed and put into env->explored_states, branching out
3896  * into one or more children states.
3897  *
3898  * In the former case, precise markings in current state are completely
3899  * ignored by state comparison code (see regsafe() for details). Only
3900  * checkpointed ("old") state precise markings are important, and if old
3901  * state's register/slot is precise, regsafe() assumes current state's
3902  * register/slot as precise and checks value ranges exactly and precisely. If
3903  * states turn out to be compatible, current state's necessary precise
3904  * markings and any required parent states' precise markings are enforced
3905  * after the fact with propagate_precision() logic, after the fact. But it's
3906  * important to realize that in this case, even after marking current state
3907  * registers/slots as precise, we immediately discard current state. So what
3908  * actually matters is any of the precise markings propagated into current
3909  * state's parent states, which are always checkpointed (due to b) case above).
3910  * As such, for scenario a) it doesn't matter if current state has precise
3911  * markings set or not.
3912  *
3913  * Now, for the scenario b), checkpointing and forking into child(ren)
3914  * state(s). Note that before current state gets to checkpointing step, any
3915  * processed instruction always assumes precise SCALAR register/slot
3916  * knowledge: if precise value or range is useful to prune jump branch, BPF
3917  * verifier takes this opportunity enthusiastically. Similarly, when
3918  * register's value is used to calculate offset or memory address, exact
3919  * knowledge of SCALAR range is assumed, checked, and enforced. So, similar to
3920  * what we mentioned above about state comparison ignoring precise markings
3921  * during state comparison, BPF verifier ignores and also assumes precise
3922  * markings *at will* during instruction verification process. But as verifier
3923  * assumes precision, it also propagates any precision dependencies across
3924  * parent states, which are not yet finalized, so can be further restricted
3925  * based on new knowledge gained from restrictions enforced by their children
3926  * states. This is so that once those parent states are finalized, i.e., when
3927  * they have no more active children state, state comparison logic in
3928  * is_state_visited() would enforce strict and precise SCALAR ranges, if
3929  * required for correctness.
3930  *
3931  * To build a bit more intuition, note also that once a state is checkpointed,
3932  * the path we took to get to that state is not important. This is crucial
3933  * property for state pruning. When state is checkpointed and finalized at
3934  * some instruction index, it can be correctly and safely used to "short
3935  * circuit" any *compatible* state that reaches exactly the same instruction
3936  * index. I.e., if we jumped to that instruction from a completely different
3937  * code path than original finalized state was derived from, it doesn't
3938  * matter, current state can be discarded because from that instruction
3939  * forward having a compatible state will ensure we will safely reach the
3940  * exit. States describe preconditions for further exploration, but completely
3941  * forget the history of how we got here.
3942  *
3943  * This also means that even if we needed precise SCALAR range to get to
3944  * finalized state, but from that point forward *that same* SCALAR register is
3945  * never used in a precise context (i.e., it's precise value is not needed for
3946  * correctness), it's correct and safe to mark such register as "imprecise"
3947  * (i.e., precise marking set to false). This is what we rely on when we do
3948  * not set precise marking in current state. If no child state requires
3949  * precision for any given SCALAR register, it's safe to dictate that it can
3950  * be imprecise. If any child state does require this register to be precise,
3951  * we'll mark it precise later retroactively during precise markings
3952  * propagation from child state to parent states.
3953  *
3954  * Skipping precise marking setting in current state is a mild version of
3955  * relying on the above observation. But we can utilize this property even
3956  * more aggressively by proactively forgetting any precise marking in the
3957  * current state (which we inherited from the parent state), right before we
3958  * checkpoint it and branch off into new child state. This is done by
3959  * mark_all_scalars_imprecise() to hopefully get more permissive and generic
3960  * finalized states which help in short circuiting more future states.
3961  */
3962 static int __mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
3963 {
3964         struct backtrack_state *bt = &env->bt;
3965         struct bpf_verifier_state *st = env->cur_state;
3966         int first_idx = st->first_insn_idx;
3967         int last_idx = env->insn_idx;
3968         int subseq_idx = -1;
3969         struct bpf_func_state *func;
3970         struct bpf_reg_state *reg;
3971         bool skip_first = true;
3972         int i, fr, err;
3973
3974         if (!env->bpf_capable)
3975                 return 0;
3976
3977         /* set frame number from which we are starting to backtrack */
3978         bt_init(bt, env->cur_state->curframe);
3979
3980         /* Do sanity checks against current state of register and/or stack
3981          * slot, but don't set precise flag in current state, as precision
3982          * tracking in the current state is unnecessary.
3983          */
3984         func = st->frame[bt->frame];
3985         if (regno >= 0) {
3986                 reg = &func->regs[regno];
3987                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
3988                         WARN_ONCE(1, "backtracing misuse");
3989                         return -EFAULT;
3990                 }
3991                 bt_set_reg(bt, regno);
3992         }
3993
3994         if (bt_empty(bt))
3995                 return 0;
3996
3997         for (;;) {
3998                 DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3999                 u32 history = st->jmp_history_cnt;
4000
4001                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
4002                         verbose(env, "mark_precise: frame%d: last_idx %d first_idx %d subseq_idx %d \n",
4003                                 bt->frame, last_idx, first_idx, subseq_idx);
4004                 }
4005
4006                 /* If some register with scalar ID is marked as precise,
4007                  * make sure that all registers sharing this ID are also precise.
4008                  * This is needed to estimate effect of find_equal_scalars().
4009                  * Do this at the last instruction of each state,
4010                  * bpf_reg_state::id fields are valid for these instructions.
4011                  *
4012                  * Allows to track precision in situation like below:
4013                  *
4014                  *     r2 = unknown value
4015                  *     ...
4016                  *   --- state #0 ---
4017                  *     ...
4018                  *     r1 = r2                 // r1 and r2 now share the same ID
4019                  *     ...
4020                  *   --- state #1 {r1.id = A, r2.id = A} ---
4021                  *     ...
4022                  *     if (r2 > 10) goto exit; // find_equal_scalars() assigns range to r1
4023                  *     ...
4024                  *   --- state #2 {r1.id = A, r2.id = A} ---
4025                  *     r3 = r10
4026                  *     r3 += r1                // need to mark both r1 and r2
4027                  */
4028                 if (mark_precise_scalar_ids(env, st))
4029                         return -EFAULT;
4030
4031                 if (last_idx < 0) {
4032                         /* we are at the entry into subprog, which
4033                          * is expected for global funcs, but only if
4034                          * requested precise registers are R1-R5
4035                          * (which are global func's input arguments)
4036                          */
4037                         if (st->curframe == 0 &&
4038                             st->frame[0]->subprogno > 0 &&
4039                             st->frame[0]->callsite == BPF_MAIN_FUNC &&
4040                             bt_stack_mask(bt) == 0 &&
4041                             (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) == 0) {
4042                                 bitmap_from_u64(mask, bt_reg_mask(bt));
4043                                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
4044                                         reg = &st->frame[0]->regs[i];
4045                                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4046                                                 bt_clear_reg(bt, i);
4047                                                 continue;
4048                                         }
4049                                         reg->precise = true;
4050                                 }
4051                                 return 0;
4052                         }
4053
4054                         verbose(env, "BUG backtracking func entry subprog %d reg_mask %x stack_mask %llx\n",
4055                                 st->frame[0]->subprogno, bt_reg_mask(bt), bt_stack_mask(bt));
4056                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
4057                         return -EFAULT;
4058                 }
4059
4060                 for (i = last_idx;;) {
4061                         if (skip_first) {
4062                                 err = 0;
4063                                 skip_first = false;
4064                         } else {
4065                                 err = backtrack_insn(env, i, subseq_idx, bt);
4066                         }
4067                         if (err == -ENOTSUPP) {
4068                                 mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4069                                 bt_reset(bt);
4070                                 return 0;
4071                         } else if (err) {
4072                                 return err;
4073                         }
4074                         if (bt_empty(bt))
4075                                 /* Found assignment(s) into tracked register in this state.
4076                                  * Since this state is already marked, just return.
4077                                  * Nothing to be tracked further in the parent state.
4078                                  */
4079                                 return 0;
4080                         if (i == first_idx)
4081                                 break;
4082                         subseq_idx = i;
4083                         i = get_prev_insn_idx(st, i, &history);
4084                         if (i >= env->prog->len) {
4085                                 /* This can happen if backtracking reached insn 0
4086                                  * and there are still reg_mask or stack_mask
4087                                  * to backtrack.
4088                                  * It means the backtracking missed the spot where
4089                                  * particular register was initialized with a constant.
4090                                  */
4091                                 verbose(env, "BUG backtracking idx %d\n", i);
4092                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
4093                                 return -EFAULT;
4094                         }
4095                 }
4096                 st = st->parent;
4097                 if (!st)
4098                         break;
4099
4100                 for (fr = bt->frame; fr >= 0; fr--) {
4101                         func = st->frame[fr];
4102                         bitmap_from_u64(mask, bt_frame_reg_mask(bt, fr));
4103                         for_each_set_bit(i, mask, 32) {
4104                                 reg = &func->regs[i];
4105                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4106                                         bt_clear_frame_reg(bt, fr, i);
4107                                         continue;
4108                                 }
4109                                 if (reg->precise)
4110                                         bt_clear_frame_reg(bt, fr, i);
4111                                 else
4112                                         reg->precise = true;
4113                         }
4114
4115                         bitmap_from_u64(mask, bt_frame_stack_mask(bt, fr));
4116                         for_each_set_bit(i, mask, 64) {
4117                                 if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE) {
4118                                         /* the sequence of instructions:
4119                                          * 2: (bf) r3 = r10
4120                                          * 3: (7b) *(u64 *)(r3 -8) = r0
4121                                          * 4: (79) r4 = *(u64 *)(r10 -8)
4122                                          * doesn't contain jmps. It's backtracked
4123                                          * as a single block.
4124                                          * During backtracking insn 3 is not recognized as
4125                                          * stack access, so at the end of backtracking
4126                                          * stack slot fp-8 is still marked in stack_mask.
4127                                          * However the parent state may not have accessed
4128                                          * fp-8 and it's "unallocated" stack space.
4129                                          * In such case fallback to conservative.
4130                                          */
4131                                         mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4132                                         bt_reset(bt);
4133                                         return 0;
4134                                 }
4135
4136                                 if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i])) {
4137                                         bt_clear_frame_slot(bt, fr, i);
4138                                         continue;
4139                                 }
4140                                 reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
4141                                 if (reg->precise)
4142                                         bt_clear_frame_slot(bt, fr, i);
4143                                 else
4144                                         reg->precise = true;
4145                         }
4146                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
4147                                 fmt_reg_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN,
4148                                              bt_frame_reg_mask(bt, fr));
4149                                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: parent state regs=%s ",
4150                                         fr, env->tmp_str_buf);
4151                                 fmt_stack_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN,
4152                                                bt_frame_stack_mask(bt, fr));
4153                                 verbose(env, "stack=%s: ", env->tmp_str_buf);
4154                                 print_verifier_state(env, func, true);
4155                         }
4156                 }
4157
4158                 if (bt_empty(bt))
4159                         return 0;
4160
4161                 subseq_idx = first_idx;
4162                 last_idx = st->last_insn_idx;
4163                 first_idx = st->first_insn_idx;
4164         }
4165
4166         /* if we still have requested precise regs or slots, we missed
4167          * something (e.g., stack access through non-r10 register), so
4168          * fallback to marking all precise
4169          */
4170         if (!bt_empty(bt)) {
4171                 mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4172                 bt_reset(bt);
4173         }
4174
4175         return 0;
4176 }
4177
4178 int mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4179 {
4180         return __mark_chain_precision(env, regno);
4181 }
4182
4183 /* mark_chain_precision_batch() assumes that env->bt is set in the caller to
4184  * desired reg and stack masks across all relevant frames
4185  */
4186 static int mark_chain_precision_batch(struct bpf_verifier_env *env)
4187 {
4188         return __mark_chain_precision(env, -1);
4189 }
4190
4191 static bool is_spillable_regtype(enum bpf_reg_type type)
4192 {
4193         switch (base_type(type)) {
4194         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4195         case PTR_TO_STACK:
4196         case PTR_TO_CTX:
4197         case PTR_TO_PACKET:
4198         case PTR_TO_PACKET_META:
4199         case PTR_TO_PACKET_END:
4200         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
4201         case CONST_PTR_TO_MAP:
4202         case PTR_TO_SOCKET:
4203         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
4204         case PTR_TO_TCP_SOCK:
4205         case PTR_TO_XDP_SOCK:
4206         case PTR_TO_BTF_ID:
4207         case PTR_TO_BUF:
4208         case PTR_TO_MEM:
4209         case PTR_TO_FUNC:
4210         case PTR_TO_MAP_KEY:
4211                 return true;
4212         default:
4213                 return false;
4214         }
4215 }
4216
4217 /* Does this register contain a constant zero? */
4218 static bool register_is_null(struct bpf_reg_state *reg)
4219 {
4220         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
4221 }
4222
4223 static bool register_is_const(struct bpf_reg_state *reg)
4224 {
4225         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off);
4226 }
4227
4228 static bool __is_scalar_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
4229 {
4230         return tnum_is_unknown(reg->var_off) &&
4231                reg->smin_value == S64_MIN && reg->smax_value == S64_MAX &&
4232                reg->umin_value == 0 && reg->umax_value == U64_MAX &&
4233                reg->s32_min_value == S32_MIN && reg->s32_max_value == S32_MAX &&
4234                reg->u32_min_value == 0 && reg->u32_max_value == U32_MAX;
4235 }
4236
4237 static bool register_is_bounded(struct bpf_reg_state *reg)
4238 {
4239         return reg->type == SCALAR_VALUE && !__is_scalar_unbounded(reg);
4240 }
4241
4242 static bool __is_pointer_value(bool allow_ptr_leaks,
4243                                const struct bpf_reg_state *reg)
4244 {
4245         if (allow_ptr_leaks)
4246                 return false;
4247
4248         return reg->type != SCALAR_VALUE;
4249 }
4250
4251 /* Copy src state preserving dst->parent and dst->live fields */
4252 static void copy_register_state(struct bpf_reg_state *dst, const struct bpf_reg_state *src)
4253 {
4254         struct bpf_reg_state *parent = dst->parent;
4255         enum bpf_reg_liveness live = dst->live;
4256
4257         *dst = *src;
4258         dst->parent = parent;
4259         dst->live = live;
4260 }
4261
4262 static void save_register_state(struct bpf_func_state *state,
4263                                 int spi, struct bpf_reg_state *reg,
4264                                 int size)
4265 {
4266         int i;
4267
4268         copy_register_state(&state->stack[spi].spilled_ptr, reg);
4269         if (size == BPF_REG_SIZE)
4270                 state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4271
4272         for (i = BPF_REG_SIZE; i > BPF_REG_SIZE - size; i--)
4273                 state->stack[spi].slot_type[i - 1] = STACK_SPILL;
4274
4275         /* size < 8 bytes spill */
4276         for (; i; i--)
4277                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i - 1]);
4278 }
4279
4280 static bool is_bpf_st_mem(struct bpf_insn *insn)
4281 {
4282         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ST && BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEM;
4283 }
4284
4285 /* check_stack_{read,write}_fixed_off functions track spill/fill of registers,
4286  * stack boundary and alignment are checked in check_mem_access()
4287  */
4288 static int check_stack_write_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
4289                                        /* stack frame we're writing to */
4290                                        struct bpf_func_state *state,
4291                                        int off, int size, int value_regno,
4292                                        int insn_idx)
4293 {
4294         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
4295         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE, err;
4296         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
4297         struct bpf_reg_state *reg = NULL;
4298         u32 dst_reg = insn->dst_reg;
4299
4300         err = grow_stack_state(state, round_up(slot + 1, BPF_REG_SIZE));
4301         if (err)
4302                 return err;
4303         /* caller checked that off % size == 0 and -MAX_BPF_STACK <= off < 0,
4304          * so it's aligned access and [off, off + size) are within stack limits
4305          */
4306         if (!env->allow_ptr_leaks &&
4307             state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
4308             size != BPF_REG_SIZE) {
4309                 verbose(env, "attempt to corrupt spilled pointer on stack\n");
4310                 return -EACCES;
4311         }
4312
4313         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
4314         if (value_regno >= 0)
4315                 reg = &cur->regs[value_regno];
4316         if (!env->bypass_spec_v4) {
4317                 bool sanitize = reg && is_spillable_regtype(reg->type);
4318
4319                 for (i = 0; i < size; i++) {
4320                         u8 type = state->stack[spi].slot_type[i];
4321
4322                         if (type != STACK_MISC && type != STACK_ZERO) {
4323                                 sanitize = true;
4324                                 break;
4325                         }
4326                 }
4327
4328                 if (sanitize)
4329                         env->insn_aux_data[insn_idx].sanitize_stack_spill = true;
4330         }
4331
4332         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
4333         if (err)
4334                 return err;
4335
4336         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4337         if (reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && register_is_bounded(reg) &&
4338             !register_is_null(reg) && env->bpf_capable) {
4339                 if (dst_reg != BPF_REG_FP) {
4340                         /* The backtracking logic can only recognize explicit
4341                          * stack slot address like [fp - 8]. Other spill of
4342                          * scalar via different register has to be conservative.
4343                          * Backtrack from here and mark all registers as precise
4344                          * that contributed into 'reg' being a constant.
4345                          */
4346                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4347                         if (err)
4348                                 return err;
4349                 }
4350                 save_register_state(state, spi, reg, size);
4351                 /* Break the relation on a narrowing spill. */
4352                 if (fls64(reg->umax_value) > BITS_PER_BYTE * size)
4353                         state->stack[spi].spilled_ptr.id = 0;
4354         } else if (!reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && is_bpf_st_mem(insn) &&
4355                    insn->imm != 0 && env->bpf_capable) {
4356                 struct bpf_reg_state fake_reg = {};
4357
4358                 __mark_reg_known(&fake_reg, (u32)insn->imm);
4359                 fake_reg.type = SCALAR_VALUE;
4360                 save_register_state(state, spi, &fake_reg, size);
4361         } else if (reg && is_spillable_regtype(reg->type)) {
4362                 /* register containing pointer is being spilled into stack */
4363                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
4364                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
4365                         verbose(env, "invalid size of register spill\n");
4366                         return -EACCES;
4367                 }
4368                 if (state != cur && reg->type == PTR_TO_STACK) {
4369                         verbose(env, "cannot spill pointers to stack into stack frame of the caller\n");
4370                         return -EINVAL;
4371                 }
4372                 save_register_state(state, spi, reg, size);
4373         } else {
4374                 u8 type = STACK_MISC;
4375
4376                 /* regular write of data into stack destroys any spilled ptr */
4377                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
4378                 /* Mark slots as STACK_MISC if they belonged to spilled ptr/dynptr/iter. */
4379                 if (is_stack_slot_special(&state->stack[spi]))
4380                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
4381                                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i]);
4382
4383                 /* only mark the slot as written if all 8 bytes were written
4384                  * otherwise read propagation may incorrectly stop too soon
4385                  * when stack slots are partially written.
4386                  * This heuristic means that read propagation will be
4387                  * conservative, since it will add reg_live_read marks
4388                  * to stack slots all the way to first state when programs
4389                  * writes+reads less than 8 bytes
4390                  */
4391                 if (size == BPF_REG_SIZE)
4392                         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4393
4394                 /* when we zero initialize stack slots mark them as such */
4395                 if ((reg && register_is_null(reg)) ||
4396                     (!reg && is_bpf_st_mem(insn) && insn->imm == 0)) {
4397                         /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
4398                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4399                         if (err)
4400                                 return err;
4401                         type = STACK_ZERO;
4402                 }
4403
4404                 /* Mark slots affected by this stack write. */
4405                 for (i = 0; i < size; i++)
4406                         state->stack[spi].slot_type[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] =
4407                                 type;
4408         }
4409         return 0;
4410 }
4411
4412 /* Write the stack: 'stack[ptr_regno + off] = value_regno'. 'ptr_regno' is
4413  * known to contain a variable offset.
4414  * This function checks whether the write is permitted and conservatively
4415  * tracks the effects of the write, considering that each stack slot in the
4416  * dynamic range is potentially written to.
4417  *
4418  * 'off' includes 'regno->off'.
4419  * 'value_regno' can be -1, meaning that an unknown value is being written to
4420  * the stack.
4421  *
4422  * Spilled pointers in range are not marked as written because we don't know
4423  * what's going to be actually written. This means that read propagation for
4424  * future reads cannot be terminated by this write.
4425  *
4426  * For privileged programs, uninitialized stack slots are considered
4427  * initialized by this write (even though we don't know exactly what offsets
4428  * are going to be written to). The idea is that we don't want the verifier to
4429  * reject future reads that access slots written to through variable offsets.
4430  */
4431 static int check_stack_write_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
4432                                      /* func where register points to */
4433                                      struct bpf_func_state *state,
4434                                      int ptr_regno, int off, int size,
4435                                      int value_regno, int insn_idx)
4436 {
4437         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
4438         int min_off, max_off;
4439         int i, err;
4440         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, *value_reg = NULL;
4441         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
4442         bool writing_zero = false;
4443         /* set if the fact that we're writing a zero is used to let any
4444          * stack slots remain STACK_ZERO
4445          */
4446         bool zero_used = false;
4447
4448         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
4449         ptr_reg = &cur->regs[ptr_regno];
4450         min_off = ptr_reg->smin_value + off;
4451         max_off = ptr_reg->smax_value + off + size;
4452         if (value_regno >= 0)
4453                 value_reg = &cur->regs[value_regno];
4454         if ((value_reg && register_is_null(value_reg)) ||
4455             (!value_reg && is_bpf_st_mem(insn) && insn->imm == 0))
4456                 writing_zero = true;
4457
4458         err = grow_stack_state(state, round_up(-min_off, BPF_REG_SIZE));
4459         if (err)
4460                 return err;
4461
4462         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4463                 int spi;
4464
4465                 spi = __get_spi(i);
4466                 err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
4467                 if (err)
4468                         return err;
4469         }
4470
4471         /* Variable offset writes destroy any spilled pointers in range. */
4472         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4473                 u8 new_type, *stype;
4474                 int slot, spi;
4475
4476                 slot = -i - 1;
4477                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4478                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
4479                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4480
4481                 if (!env->allow_ptr_leaks && *stype != STACK_MISC && *stype != STACK_ZERO) {
4482                         /* Reject the write if range we may write to has not
4483                          * been initialized beforehand. If we didn't reject
4484                          * here, the ptr status would be erased below (even
4485                          * though not all slots are actually overwritten),
4486                          * possibly opening the door to leaks.
4487                          *
4488                          * We do however catch STACK_INVALID case below, and
4489                          * only allow reading possibly uninitialized memory
4490                          * later for CAP_PERFMON, as the write may not happen to
4491                          * that slot.
4492                          */
4493                         verbose(env, "spilled ptr in range of var-offset stack write; insn %d, ptr off: %d",
4494                                 insn_idx, i);
4495                         return -EINVAL;
4496                 }
4497
4498                 /* Erase all spilled pointers. */
4499                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
4500
4501                 /* Update the slot type. */
4502                 new_type = STACK_MISC;
4503                 if (writing_zero && *stype == STACK_ZERO) {
4504                         new_type = STACK_ZERO;
4505                         zero_used = true;
4506                 }
4507                 /* If the slot is STACK_INVALID, we check whether it's OK to
4508                  * pretend that it will be initialized by this write. The slot
4509                  * might not actually be written to, and so if we mark it as
4510                  * initialized future reads might leak uninitialized memory.
4511                  * For privileged programs, we will accept such reads to slots
4512                  * that may or may not be written because, if we're reject
4513                  * them, the error would be too confusing.
4514                  */
4515                 if (*stype == STACK_INVALID && !env->allow_uninit_stack) {
4516                         verbose(env, "uninit stack in range of var-offset write prohibited for !root; insn %d, off: %d",
4517                                         insn_idx, i);
4518                         return -EINVAL;
4519                 }
4520                 *stype = new_type;
4521         }
4522         if (zero_used) {
4523                 /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
4524                 err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4525                 if (err)
4526                         return err;
4527         }
4528         return 0;
4529 }
4530
4531 /* When register 'dst_regno' is assigned some values from stack[min_off,
4532  * max_off), we set the register's type according to the types of the
4533  * respective stack slots. If all the stack values are known to be zeros, then
4534  * so is the destination reg. Otherwise, the register is considered to be
4535  * SCALAR. This function does not deal with register filling; the caller must
4536  * ensure that all spilled registers in the stack range have been marked as
4537  * read.
4538  */
4539 static void mark_reg_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
4540                                 /* func where src register points to */
4541                                 struct bpf_func_state *ptr_state,
4542                                 int min_off, int max_off, int dst_regno)
4543 {
4544         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4545         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4546         int i, slot, spi;
4547         u8 *stype;
4548         int zeros = 0;
4549
4550         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4551                 slot = -i - 1;
4552                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4553                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4554                 stype = ptr_state->stack[spi].slot_type;
4555                 if (stype[slot % BPF_REG_SIZE] != STACK_ZERO)
4556                         break;
4557                 zeros++;
4558         }
4559         if (zeros == max_off - min_off) {
4560                 /* any access_size read into register is zero extended,
4561                  * so the whole register == const_zero
4562                  */
4563                 __mark_reg_const_zero(&state->regs[dst_regno]);
4564                 /* backtracking doesn't support STACK_ZERO yet,
4565                  * so mark it precise here, so that later
4566                  * backtracking can stop here.
4567                  * Backtracking may not need this if this register
4568                  * doesn't participate in pointer adjustment.
4569                  * Forward propagation of precise flag is not
4570                  * necessary either. This mark is only to stop
4571                  * backtracking. Any register that contributed
4572                  * to const 0 was marked precise before spill.
4573                  */
4574                 state->regs[dst_regno].precise = true;
4575         } else {
4576                 /* have read misc data from the stack */
4577                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
4578         }
4579         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4580 }
4581
4582 /* Read the stack at 'off' and put the results into the register indicated by
4583  * 'dst_regno'. It handles reg filling if the addressed stack slot is a
4584  * spilled reg.
4585  *
4586  * 'dst_regno' can be -1, meaning that the read value is not going to a
4587  * register.
4588  *
4589  * The access is assumed to be within the current stack bounds.
4590  */
4591 static int check_stack_read_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
4592                                       /* func where src register points to */
4593                                       struct bpf_func_state *reg_state,
4594                                       int off, int size, int dst_regno)
4595 {
4596         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4597         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4598         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4599         struct bpf_reg_state *reg;
4600         u8 *stype, type;
4601
4602         stype = reg_state->stack[spi].slot_type;
4603         reg = &reg_state->stack[spi].spilled_ptr;
4604
4605         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4606
4607         if (is_spilled_reg(&reg_state->stack[spi])) {
4608                 u8 spill_size = 1;
4609
4610                 for (i = BPF_REG_SIZE - 1; i > 0 && stype[i - 1] == STACK_SPILL; i--)
4611                         spill_size++;
4612
4613                 if (size != BPF_REG_SIZE || spill_size != BPF_REG_SIZE) {
4614                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4615                                 verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
4616                                 verbose(env, "invalid size of register fill\n");
4617                                 return -EACCES;
4618                         }
4619
4620                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4621                         if (dst_regno < 0)
4622                                 return 0;
4623
4624                         if (!(off % BPF_REG_SIZE) && size == spill_size) {
4625                                 /* The earlier check_reg_arg() has decided the
4626                                  * subreg_def for this insn.  Save it first.
4627                                  */
4628                                 s32 subreg_def = state->regs[dst_regno].subreg_def;
4629
4630                                 copy_register_state(&state->regs[dst_regno], reg);
4631                                 state->regs[dst_regno].subreg_def = subreg_def;
4632                         } else {
4633                                 for (i = 0; i < size; i++) {
4634                                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
4635                                         if (type == STACK_SPILL)
4636                                                 continue;
4637                                         if (type == STACK_MISC)
4638                                                 continue;
4639                                         if (type == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)
4640                                                 continue;
4641                                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
4642                                                 off, i, size);
4643                                         return -EACCES;
4644                                 }
4645                                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
4646                         }
4647                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4648                         return 0;
4649                 }
4650
4651                 if (dst_regno >= 0) {
4652                         /* restore register state from stack */
4653                         copy_register_state(&state->regs[dst_regno], reg);
4654                         /* mark reg as written since spilled pointer state likely
4655                          * has its liveness marks cleared by is_state_visited()
4656                          * which resets stack/reg liveness for state transitions
4657                          */
4658                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4659                 } else if (__is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg)) {
4660                         /* If dst_regno==-1, the caller is asking us whether
4661                          * it is acceptable to use this value as a SCALAR_VALUE
4662                          * (e.g. for XADD).
4663                          * We must not allow unprivileged callers to do that
4664                          * with spilled pointers.
4665                          */
4666                         verbose(env, "leaking pointer from stack off %d\n",
4667                                 off);
4668                         return -EACCES;
4669                 }
4670                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4671         } else {
4672                 for (i = 0; i < size; i++) {
4673                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
4674                         if (type == STACK_MISC)
4675                                 continue;
4676                         if (type == STACK_ZERO)
4677                                 continue;
4678                         if (type == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)
4679                                 continue;
4680                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
4681                                 off, i, size);
4682                         return -EACCES;
4683                 }
4684                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4685                 if (dst_regno >= 0)
4686                         mark_reg_stack_read(env, reg_state, off, off + size, dst_regno);
4687         }
4688         return 0;
4689 }
4690
4691 enum bpf_access_src {
4692         ACCESS_DIRECT = 1,  /* the access is performed by an instruction */
4693         ACCESS_HELPER = 2,  /* the access is performed by a helper */
4694 };
4695
4696 static int check_stack_range_initialized(struct bpf_verifier_env *env,
4697                                          int regno, int off, int access_size,
4698                                          bool zero_size_allowed,
4699                                          enum bpf_access_src type,
4700                                          struct bpf_call_arg_meta *meta);
4701
4702 static struct bpf_reg_state *reg_state(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4703 {
4704         return cur_regs(env) + regno;
4705 }
4706
4707 /* Read the stack at 'ptr_regno + off' and put the result into the register
4708  * 'dst_regno'.
4709  * 'off' includes the pointer register's fixed offset(i.e. 'ptr_regno.off'),
4710  * but not its variable offset.
4711  * 'size' is assumed to be <= reg size and the access is assumed to be aligned.
4712  *
4713  * As opposed to check_stack_read_fixed_off, this function doesn't deal with
4714  * filling registers (i.e. reads of spilled register cannot be detected when
4715  * the offset is not fixed). We conservatively mark 'dst_regno' as containing
4716  * SCALAR_VALUE. That's why we assert that the 'ptr_regno' has a variable
4717  * offset; for a fixed offset check_stack_read_fixed_off should be used
4718  * instead.
4719  */
4720 static int check_stack_read_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
4721                                     int ptr_regno, int off, int size, int dst_regno)
4722 {
4723         /* The state of the source register. */
4724         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4725         struct bpf_func_state *ptr_state = func(env, reg);
4726         int err;
4727         int min_off, max_off;
4728
4729         /* Note that we pass a NULL meta, so raw access will not be permitted.
4730          */
4731         err = check_stack_range_initialized(env, ptr_regno, off, size,
4732                                             false, ACCESS_DIRECT, NULL);
4733         if (err)
4734                 return err;
4735
4736         min_off = reg->smin_value + off;
4737         max_off = reg->smax_value + off;
4738         mark_reg_stack_read(env, ptr_state, min_off, max_off + size, dst_regno);
4739         return 0;
4740 }
4741
4742 /* check_stack_read dispatches to check_stack_read_fixed_off or
4743  * check_stack_read_var_off.
4744  *
4745  * The caller must ensure that the offset falls within the allocated stack
4746  * bounds.
4747  *
4748  * 'dst_regno' is a register which will receive the value from the stack. It
4749  * can be -1, meaning that the read value is not going to a register.
4750  */
4751 static int check_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
4752                             int ptr_regno, int off, int size,
4753                             int dst_regno)
4754 {
4755         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4756         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
4757         int err;
4758         /* Some accesses are only permitted with a static offset. */
4759         bool var_off = !tnum_is_const(reg->var_off);
4760
4761         /* The offset is required to be static when reads don't go to a
4762          * register, in order to not leak pointers (see
4763          * check_stack_read_fixed_off).
4764          */
4765         if (dst_regno < 0 && var_off) {
4766                 char tn_buf[48];
4767
4768                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4769                 verbose(env, "variable offset stack pointer cannot be passed into helper function; var_off=%s off=%d size=%d\n",
4770                         tn_buf, off, size);
4771                 return -EACCES;
4772         }
4773         /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity
4774          * since it requires corresponding support in Spectre masking for stack
4775          * ALU. See also retrieve_ptr_limit(). The check in
4776          * check_stack_access_for_ptr_arithmetic() called by
4777          * adjust_ptr_min_max_vals() prevents users from creating stack pointers
4778          * with variable offsets, therefore no check is required here. Further,
4779          * just checking it here would be insufficient as speculative stack
4780          * writes could still lead to unsafe speculative behaviour.
4781          */
4782         if (!var_off) {
4783                 off += reg->var_off.value;
4784                 err = check_stack_read_fixed_off(env, state, off, size,
4785                                                  dst_regno);
4786         } else {
4787                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
4788                  * than fixed offset ones. Note that dst_regno >= 0 on this
4789                  * branch.
4790                  */
4791                 err = check_stack_read_var_off(env, ptr_regno, off, size,
4792                                                dst_regno);
4793         }
4794         return err;
4795 }
4796
4797
4798 /* check_stack_write dispatches to check_stack_write_fixed_off or
4799  * check_stack_write_var_off.
4800  *
4801  * 'ptr_regno' is the register used as a pointer into the stack.
4802  * 'off' includes 'ptr_regno->off', but not its variable offset (if any).
4803  * 'value_regno' is the register whose value we're writing to the stack. It can
4804  * be -1, meaning that we're not writing from a register.
4805  *
4806  * The caller must ensure that the offset falls within the maximum stack size.
4807  */
4808 static int check_stack_write(struct bpf_verifier_env *env,
4809                              int ptr_regno, int off, int size,
4810                              int value_regno, int insn_idx)
4811 {
4812         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4813         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
4814         int err;
4815
4816         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
4817                 off += reg->var_off.value;
4818                 err = check_stack_write_fixed_off(env, state, off, size,
4819                                                   value_regno, insn_idx);
4820         } else {
4821                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
4822                  * than fixed offset ones.
4823                  */
4824                 err = check_stack_write_var_off(env, state,
4825                                                 ptr_regno, off, size,
4826                                                 value_regno, insn_idx);
4827         }
4828         return err;
4829 }
4830
4831 static int check_map_access_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
4832                                  int off, int size, enum bpf_access_type type)
4833 {
4834         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4835         struct bpf_map *map = regs[regno].map_ptr;
4836         u32 cap = bpf_map_flags_to_cap(map);
4837
4838         if (type == BPF_WRITE && !(cap & BPF_MAP_CAN_WRITE)) {
4839                 verbose(env, "write into map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
4840                         map->value_size, off, size);
4841                 return -EACCES;
4842         }
4843
4844         if (type == BPF_READ && !(cap & BPF_MAP_CAN_READ)) {
4845                 verbose(env, "read from map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
4846                         map->value_size, off, size);
4847                 return -EACCES;
4848         }
4849
4850         return 0;
4851 }
4852
4853 /* check read/write into memory region (e.g., map value, ringbuf sample, etc) */
4854 static int __check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
4855                               int off, int size, u32 mem_size,
4856                               bool zero_size_allowed)
4857 {
4858         bool size_ok = size > 0 || (size == 0 && zero_size_allowed);
4859         struct bpf_reg_state *reg;
4860
4861         if (off >= 0 && size_ok && (u64)off + size <= mem_size)
4862                 return 0;
4863
4864         reg = &cur_regs(env)[regno];
4865         switch (reg->type) {
4866         case PTR_TO_MAP_KEY:
4867                 verbose(env, "invalid access to map key, key_size=%d off=%d size=%d\n",
4868                         mem_size, off, size);
4869                 break;
4870         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4871                 verbose(env, "invalid access to map value, value_size=%d off=%d size=%d\n",
4872                         mem_size, off, size);
4873                 break;
4874         case PTR_TO_PACKET:
4875         case PTR_TO_PACKET_META:
4876         case PTR_TO_PACKET_END:
4877                 verbose(env, "invalid access to packet, off=%d size=%d, R%d(id=%d,off=%d,r=%d)\n",
4878                         off, size, regno, reg->id, off, mem_size);
4879                 break;
4880         case PTR_TO_MEM:
4881         default:
4882                 verbose(env, "invalid access to memory, mem_size=%u off=%d size=%d\n",
4883                         mem_size, off, size);
4884         }
4885
4886         return -EACCES;
4887 }
4888
4889 /* check read/write into a memory region with possible variable offset */
4890 static int check_mem_region_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
4891                                    int off, int size, u32 mem_size,
4892                                    bool zero_size_allowed)
4893 {
4894         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4895         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4896         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
4897         int err;
4898
4899         /* We may have adjusted the register pointing to memory region, so we
4900          * need to try adding each of min_value and max_value to off
4901          * to make sure our theoretical access will be safe.
4902          *
4903          * The minimum value is only important with signed
4904          * comparisons where we can't assume the floor of a
4905          * value is 0.  If we are using signed variables for our
4906          * index'es we need to make sure that whatever we use
4907          * will have a set floor within our range.
4908          */
4909         if (reg->smin_value < 0 &&
4910             (reg->smin_value == S64_MIN ||
4911              (off + reg->smin_value != (s64)(s32)(off + reg->smin_value)) ||
4912               reg->smin_value + off < 0)) {
4913                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
4914                         regno);
4915                 return -EACCES;
4916         }
4917         err = __check_mem_access(env, regno, reg->smin_value + off, size,
4918                                  mem_size, zero_size_allowed);
4919         if (err) {
4920                 verbose(env, "R%d min value is outside of the allowed memory range\n",
4921                         regno);
4922                 return err;
4923         }
4924
4925         /* If we haven't set a max value then we need to bail since we can't be
4926          * sure we won't do bad things.
4927          * If reg->umax_value + off could overflow, treat that as unbounded too.
4928          */
4929         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
4930                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, make sure to bounds check any such access\n",
4931                         regno);
4932                 return -EACCES;
4933         }
4934         err = __check_mem_access(env, regno, reg->umax_value + off, size,
4935                                  mem_size, zero_size_allowed);
4936         if (err) {
4937                 verbose(env, "R%d max value is outside of the allowed memory range\n",
4938                         regno);
4939                 return err;
4940         }
4941
4942         return 0;
4943 }
4944
4945 static int __check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
4946                                const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
4947                                bool fixed_off_ok)
4948 {
4949         /* Access to this pointer-typed register or passing it to a helper
4950          * is only allowed in its original, unmodified form.
4951          */
4952
4953         if (reg->off < 0) {
4954                 verbose(env, "negative offset %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
4955                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
4956                 return -EACCES;
4957         }
4958
4959         if (!fixed_off_ok && reg->off) {
4960                 verbose(env, "dereference of modified %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
4961                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
4962                 return -EACCES;
4963         }
4964
4965         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
4966                 char tn_buf[48];
4967
4968                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4969                 verbose(env, "variable %s access var_off=%s disallowed\n",
4970                         reg_type_str(env, reg->type), tn_buf);
4971                 return -EACCES;
4972         }
4973
4974         return 0;
4975 }
4976
4977 int check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
4978                       const struct bpf_reg_state *reg, int regno)
4979 {
4980         return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
4981 }
4982
4983 static int map_kptr_match_type(struct bpf_verifier_env *env,
4984                                struct btf_field *kptr_field,
4985                                struct bpf_reg_state *reg, u32 regno)
4986 {
4987         const char *targ_name = btf_type_name(kptr_field->kptr.btf, kptr_field->kptr.btf_id);
4988         int perm_flags = PTR_MAYBE_NULL | PTR_TRUSTED | MEM_RCU;
4989         const char *reg_name = "";
4990
4991         /* Only unreferenced case accepts untrusted pointers */
4992         if (kptr_field->type == BPF_KPTR_UNREF)
4993                 perm_flags |= PTR_UNTRUSTED;
4994
4995         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID || (type_flag(reg->type) & ~perm_flags))
4996                 goto bad_type;
4997
4998         if (!btf_is_kernel(reg->btf)) {
4999                 verbose(env, "R%d must point to kernel BTF\n", regno);
5000                 return -EINVAL;
5001         }
5002         /* We need to verify reg->type and reg->btf, before accessing reg->btf */
5003         reg_name = btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id);
5004
5005         /* For ref_ptr case, release function check should ensure we get one
5006          * referenced PTR_TO_BTF_ID, and that its fixed offset is 0. For the
5007          * normal store of unreferenced kptr, we must ensure var_off is zero.
5008          * Since ref_ptr cannot be accessed directly by BPF insns, checks for
5009          * reg->off and reg->ref_obj_id are not needed here.
5010          */
5011         if (__check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true))
5012                 return -EACCES;
5013
5014         /* A full type match is needed, as BTF can be vmlinux or module BTF, and
5015          * we also need to take into account the reg->off.
5016          *
5017          * We want to support cases like:
5018          *
5019          * struct foo {
5020          *         struct bar br;
5021          *         struct baz bz;
5022          * };
5023          *
5024          * struct foo *v;
5025          * v = func();        // PTR_TO_BTF_ID
5026          * val->foo = v;      // reg->off is zero, btf and btf_id match type
5027          * val->bar = &v->br; // reg->off is still zero, but we need to retry with
5028          *                    // first member type of struct after comparison fails
5029          * val->baz = &v->bz; // reg->off is non-zero, so struct needs to be walked
5030          *                    // to match type
5031          *
5032          * In the kptr_ref case, check_func_arg_reg_off already ensures reg->off
5033          * is zero. We must also ensure that btf_struct_ids_match does not walk
5034          * the struct to match type against first member of struct, i.e. reject
5035          * second case from above. Hence, when type is BPF_KPTR_REF, we set
5036          * strict mode to true for type match.
5037          */
5038         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
5039                                   kptr_field->kptr.btf, kptr_field->kptr.btf_id,
5040                                   kptr_field->type == BPF_KPTR_REF))
5041                 goto bad_type;
5042         return 0;
5043 bad_type:
5044         verbose(env, "invalid kptr access, R%d type=%s%s ", regno,
5045                 reg_type_str(env, reg->type), reg_name);
5046         verbose(env, "expected=%s%s", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID), targ_name);
5047         if (kptr_field->type == BPF_KPTR_UNREF)
5048                 verbose(env, " or %s%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED),
5049                         targ_name);
5050         else
5051                 verbose(env, "\n");
5052         return -EINVAL;
5053 }
5054
5055 /* The non-sleepable programs and sleepable programs with explicit bpf_rcu_read_lock()
5056  * can dereference RCU protected pointers and result is PTR_TRUSTED.
5057  */
5058 static bool in_rcu_cs(struct bpf_verifier_env *env)
5059 {
5060         return env->cur_state->active_rcu_lock || !env->prog->aux->sleepable;
5061 }
5062
5063 /* Once GCC supports btf_type_tag the following mechanism will be replaced with tag check */
5064 BTF_SET_START(rcu_protected_types)
5065 BTF_ID(struct, prog_test_ref_kfunc)
5066 BTF_ID(struct, cgroup)
5067 BTF_ID(struct, bpf_cpumask)
5068 BTF_ID(struct, task_struct)
5069 BTF_SET_END(rcu_protected_types)
5070
5071 static bool rcu_protected_object(const struct btf *btf, u32 btf_id)
5072 {
5073         if (!btf_is_kernel(btf))
5074                 return false;
5075         return btf_id_set_contains(&rcu_protected_types, btf_id);
5076 }
5077
5078 static bool rcu_safe_kptr(const struct btf_field *field)
5079 {
5080         const struct btf_field_kptr *kptr = &field->kptr;
5081
5082         return field->type == BPF_KPTR_REF && rcu_protected_object(kptr->btf, kptr->btf_id);
5083 }
5084
5085 static int check_map_kptr_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5086                                  int value_regno, int insn_idx,
5087                                  struct btf_field *kptr_field)
5088 {
5089         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
5090         int class = BPF_CLASS(insn->code);
5091         struct bpf_reg_state *val_reg;
5092
5093         /* Things we already checked for in check_map_access and caller:
5094          *  - Reject cases where variable offset may touch kptr
5095          *  - size of access (must be BPF_DW)
5096          *  - tnum_is_const(reg->var_off)
5097          *  - kptr_field->offset == off + reg->var_off.value
5098          */
5099         /* Only BPF_[LDX,STX,ST] | BPF_MEM | BPF_DW is supported */
5100         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM) {
5101                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_MEM instruction mode\n");
5102                 return -EACCES;
5103         }
5104
5105         /* We only allow loading referenced kptr, since it will be marked as
5106          * untrusted, similar to unreferenced kptr.
5107          */
5108         if (class != BPF_LDX && kptr_field->type == BPF_KPTR_REF) {
5109                 verbose(env, "store to referenced kptr disallowed\n");
5110                 return -EACCES;
5111         }
5112
5113         if (class == BPF_LDX) {
5114                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
5115                 /* We can simply mark the value_regno receiving the pointer
5116                  * value from map as PTR_TO_BTF_ID, with the correct type.
5117                  */
5118                 mark_btf_ld_reg(env, cur_regs(env), value_regno, PTR_TO_BTF_ID, kptr_field->kptr.btf,
5119                                 kptr_field->kptr.btf_id,
5120                                 rcu_safe_kptr(kptr_field) && in_rcu_cs(env) ?
5121                                 PTR_MAYBE_NULL | MEM_RCU :
5122                                 PTR_MAYBE_NULL | PTR_UNTRUSTED);
5123                 /* For mark_ptr_or_null_reg */
5124                 val_reg->id = ++env->id_gen;
5125         } else if (class == BPF_STX) {
5126                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
5127                 if (!register_is_null(val_reg) &&
5128                     map_kptr_match_type(env, kptr_field, val_reg, value_regno))
5129                         return -EACCES;
5130         } else if (class == BPF_ST) {
5131                 if (insn->imm) {
5132                         verbose(env, "BPF_ST imm must be 0 when storing to kptr at off=%u\n",
5133                                 kptr_field->offset);
5134                         return -EACCES;
5135                 }
5136         } else {
5137                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_LDX/BPF_STX/BPF_ST\n");
5138                 return -EACCES;
5139         }
5140         return 0;
5141 }
5142
5143 /* check read/write into a map element with possible variable offset */
5144 static int check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5145                             int off, int size, bool zero_size_allowed,
5146                             enum bpf_access_src src)
5147 {
5148         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5149         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
5150         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
5151         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
5152         struct btf_record *rec;
5153         int err, i;
5154
5155         err = check_mem_region_access(env, regno, off, size, map->value_size,
5156                                       zero_size_allowed);
5157         if (err)
5158                 return err;
5159
5160         if (IS_ERR_OR_NULL(map->record))
5161                 return 0;
5162         rec = map->record;
5163         for (i = 0; i < rec->cnt; i++) {
5164                 struct btf_field *field = &rec->fields[i];
5165                 u32 p = field->offset;
5166
5167                 /* If any part of a field  can be touched by load/store, reject
5168                  * this program. To check that [x1, x2) overlaps with [y1, y2),
5169                  * it is sufficient to check x1 < y2 && y1 < x2.
5170                  */
5171                 if (reg->smin_value + off < p + btf_field_type_size(field->type) &&
5172                     p < reg->umax_value + off + size) {
5173                         switch (field->type) {
5174                         case BPF_KPTR_UNREF:
5175                         case BPF_KPTR_REF:
5176                                 if (src != ACCESS_DIRECT) {
5177                                         verbose(env, "kptr cannot be accessed indirectly by helper\n");
5178                                         return -EACCES;
5179                                 }
5180                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
5181                                         verbose(env, "kptr access cannot have variable offset\n");
5182                                         return -EACCES;
5183                                 }
5184                                 if (p != off + reg->var_off.value) {
5185                                         verbose(env, "kptr access misaligned expected=%u off=%llu\n",
5186                                                 p, off + reg->var_off.value);
5187                                         return -EACCES;
5188                                 }
5189                                 if (size != bpf_size_to_bytes(BPF_DW)) {
5190                                         verbose(env, "kptr access size must be BPF_DW\n");
5191                                         return -EACCES;
5192                                 }
5193                                 break;
5194                         default:
5195                                 verbose(env, "%s cannot be accessed directly by load/store\n",
5196                                         btf_field_type_name(field->type));
5197                                 return -EACCES;
5198                         }
5199                 }
5200         }
5201         return 0;
5202 }
5203
5204 #define MAX_PACKET_OFF 0xffff
5205
5206 static bool may_access_direct_pkt_data(struct bpf_verifier_env *env,
5207                                        const struct bpf_call_arg_meta *meta,
5208                                        enum bpf_access_type t)
5209 {
5210         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
5211
5212         switch (prog_type) {
5213         /* Program types only with direct read access go here! */
5214         case BPF_PROG_TYPE_LWT_IN:
5215         case BPF_PROG_TYPE_LWT_OUT:
5216         case BPF_PROG_TYPE_LWT_SEG6LOCAL:
5217         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
5218         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
5219         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
5220                 if (t == BPF_WRITE)
5221                         return false;
5222                 fallthrough;
5223
5224         /* Program types with direct read + write access go here! */
5225         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
5226         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
5227         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
5228         case BPF_PROG_TYPE_LWT_XMIT:
5229         case BPF_PROG_TYPE_SK_SKB:
5230         case BPF_PROG_TYPE_SK_MSG:
5231                 if (meta)
5232                         return meta->pkt_access;
5233
5234                 env->seen_direct_write = true;
5235                 return true;
5236
5237         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
5238                 if (t == BPF_WRITE)
5239                         env->seen_direct_write = true;
5240
5241                 return true;
5242
5243         default:
5244                 return false;
5245         }
5246 }
5247
5248 static int check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
5249                                int size, bool zero_size_allowed)
5250 {
5251         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5252         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
5253         int err;
5254
5255         /* We may have added a variable offset to the packet pointer; but any
5256          * reg->range we have comes after that.  We are only checking the fixed
5257          * offset.
5258          */
5259
5260         /* We don't allow negative numbers, because we aren't tracking enough
5261          * detail to prove they're safe.
5262          */
5263         if (reg->smin_value < 0) {
5264                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
5265                         regno);
5266                 return -EACCES;
5267         }
5268
5269         err = reg->range < 0 ? -EINVAL :
5270               __check_mem_access(env, regno, off, size, reg->range,
5271                                  zero_size_allowed);
5272         if (err) {
5273                 verbose(env, "R%d offset is outside of the packet\n", regno);
5274                 return err;
5275         }
5276
5277         /* __check_mem_access has made sure "off + size - 1" is within u16.
5278          * reg->umax_value can't be bigger than MAX_PACKET_OFF which is 0xffff,
5279          * otherwise find_good_pkt_pointers would have refused to set range info
5280          * that __check_mem_access would have rejected this pkt access.
5281          * Therefore, "off + reg->umax_value + size - 1" won't overflow u32.
5282          */
5283         env->prog->aux->max_pkt_offset =
5284                 max_t(u32, env->prog->aux->max_pkt_offset,
5285                       off + reg->umax_value + size - 1);
5286
5287         return err;
5288 }
5289
5290 /* check access to 'struct bpf_context' fields.  Supports fixed offsets only */
5291 static int check_ctx_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, int off, int size,
5292                             enum bpf_access_type t, enum bpf_reg_type *reg_type,
5293                             struct btf **btf, u32 *btf_id)
5294 {
5295         struct bpf_insn_access_aux info = {
5296                 .reg_type = *reg_type,
5297                 .log = &env->log,
5298         };
5299
5300         if (env->ops->is_valid_access &&
5301             env->ops->is_valid_access(off, size, t, env->prog, &info)) {
5302                 /* A non zero info.ctx_field_size indicates that this field is a
5303                  * candidate for later verifier transformation to load the whole
5304                  * field and then apply a mask when accessed with a narrower
5305                  * access than actual ctx access size. A zero info.ctx_field_size
5306                  * will only allow for whole field access and rejects any other
5307                  * type of narrower access.
5308                  */
5309                 *reg_type = info.reg_type;
5310
5311                 if (base_type(*reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
5312                         *btf = info.btf;
5313                         *btf_id = info.btf_id;
5314                 } else {
5315                         env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size = info.ctx_field_size;
5316                 }
5317                 /* remember the offset of last byte accessed in ctx */
5318                 if (env->prog->aux->max_ctx_offset < off + size)
5319                         env->prog->aux->max_ctx_offset = off + size;
5320                 return 0;
5321         }
5322
5323         verbose(env, "invalid bpf_context access off=%d size=%d\n", off, size);
5324         return -EACCES;
5325 }
5326
5327 static int check_flow_keys_access(struct bpf_verifier_env *env, int off,
5328                                   int size)
5329 {
5330         if (size < 0 || off < 0 ||
5331             (u64)off + size > sizeof(struct bpf_flow_keys)) {
5332                 verbose(env, "invalid access to flow keys off=%d size=%d\n",
5333                         off, size);
5334                 return -EACCES;
5335         }
5336         return 0;
5337 }
5338
5339 static int check_sock_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
5340                              u32 regno, int off, int size,
5341                              enum bpf_access_type t)
5342 {
5343         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5344         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
5345         struct bpf_insn_access_aux info = {};
5346         bool valid;
5347
5348         if (reg->smin_value < 0) {
5349                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
5350                         regno);
5351                 return -EACCES;
5352         }
5353
5354         switch (reg->type) {
5355         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
5356                 valid = bpf_sock_common_is_valid_access(off, size, t, &info);
5357                 break;
5358         case PTR_TO_SOCKET:
5359                 valid = bpf_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5360                 break;
5361         case PTR_TO_TCP_SOCK:
5362                 valid = bpf_tcp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5363                 break;
5364         case PTR_TO_XDP_SOCK:
5365                 valid = bpf_xdp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5366                 break;
5367         default:
5368                 valid = false;
5369         }
5370
5371
5372         if (valid) {
5373                 env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size =
5374                         info.ctx_field_size;
5375                 return 0;
5376         }
5377
5378         verbose(env, "R%d invalid %s access off=%d size=%d\n",
5379                 regno, reg_type_str(env, reg->type), off, size);
5380
5381         return -EACCES;
5382 }
5383
5384 static bool is_pointer_value(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5385 {
5386         return __is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg_state(env, regno));
5387 }
5388
5389 static bool is_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5390 {
5391         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5392
5393         return reg->type == PTR_TO_CTX;
5394 }
5395
5396 static bool is_sk_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5397 {
5398         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5399
5400         return type_is_sk_pointer(reg->type);
5401 }
5402
5403 static bool is_pkt_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5404 {
5405         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5406
5407         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
5408 }
5409
5410 static bool is_flow_key_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5411 {
5412         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5413
5414         /* Separate to is_ctx_reg() since we still want to allow BPF_ST here. */
5415         return reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS;
5416 }
5417
5418 static u32 *reg2btf_ids[__BPF_REG_TYPE_MAX] = {
5419 #ifdef CONFIG_NET
5420         [PTR_TO_SOCKET] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK],
5421         [PTR_TO_SOCK_COMMON] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
5422         [PTR_TO_TCP_SOCK] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_TCP],
5423 #endif
5424         [CONST_PTR_TO_MAP] = btf_bpf_map_id,
5425 };
5426
5427 static bool is_trusted_reg(const struct bpf_reg_state *reg)
5428 {
5429         /* A referenced register is always trusted. */
5430         if (reg->ref_obj_id)
5431                 return true;
5432
5433         /* Types listed in the reg2btf_ids are always trusted */
5434         if (reg2btf_ids[base_type(reg->type)])
5435                 return true;
5436
5437         /* If a register is not referenced, it is trusted if it has the
5438          * MEM_ALLOC or PTR_TRUSTED type modifiers, and no others. Some of the
5439          * other type modifiers may be safe, but we elect to take an opt-in
5440          * approach here as some (e.g. PTR_UNTRUSTED and PTR_MAYBE_NULL) are
5441          * not.
5442          *
5443          * Eventually, we should make PTR_TRUSTED the single source of truth
5444          * for whether a register is trusted.
5445          */
5446         return type_flag(reg->type) & BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS &&
5447                !bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type);
5448 }
5449
5450 static bool is_rcu_reg(const struct bpf_reg_state *reg)
5451 {
5452         return reg->type & MEM_RCU;
5453 }
5454
5455 static void clear_trusted_flags(enum bpf_type_flag *flag)
5456 {
5457         *flag &= ~(BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS | MEM_RCU);
5458 }
5459
5460 static int check_pkt_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5461                                    const struct bpf_reg_state *reg,
5462                                    int off, int size, bool strict)
5463 {
5464         struct tnum reg_off;
5465         int ip_align;
5466
5467         /* Byte size accesses are always allowed. */
5468         if (!strict || size == 1)
5469                 return 0;
5470
5471         /* For platforms that do not have a Kconfig enabling
5472          * CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS the value of
5473          * NET_IP_ALIGN is universally set to '2'.  And on platforms
5474          * that do set CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS, we get
5475          * to this code only in strict mode where we want to emulate
5476          * the NET_IP_ALIGN==2 checking.  Therefore use an
5477          * unconditional IP align value of '2'.
5478          */
5479         ip_align = 2;
5480
5481         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(ip_align + reg->off + off));
5482         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
5483                 char tn_buf[48];
5484
5485                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5486                 verbose(env,
5487                         "misaligned packet access off %d+%s+%d+%d size %d\n",
5488                         ip_align, tn_buf, reg->off, off, size);
5489                 return -EACCES;
5490         }
5491
5492         return 0;
5493 }
5494
5495 static int check_generic_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5496                                        const struct bpf_reg_state *reg,
5497                                        const char *pointer_desc,
5498                                        int off, int size, bool strict)
5499 {
5500         struct tnum reg_off;
5501
5502         /* Byte size accesses are always allowed. */
5503         if (!strict || size == 1)
5504                 return 0;
5505
5506         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(reg->off + off));
5507         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
5508                 char tn_buf[48];
5509
5510                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5511                 verbose(env, "misaligned %saccess off %s+%d+%d size %d\n",
5512                         pointer_desc, tn_buf, reg->off, off, size);
5513                 return -EACCES;
5514         }
5515
5516         return 0;
5517 }
5518
5519 static int check_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5520                                const struct bpf_reg_state *reg, int off,
5521                                int size, bool strict_alignment_once)
5522 {
5523         bool strict = env->strict_alignment || strict_alignment_once;
5524         const char *pointer_desc = "";
5525
5526         switch (reg->type) {
5527         case PTR_TO_PACKET:
5528         case PTR_TO_PACKET_META:
5529                 /* Special case, because of NET_IP_ALIGN. Given metadata sits
5530                  * right in front, treat it the very same way.
5531                  */
5532                 return check_pkt_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict);
5533         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
5534                 pointer_desc = "flow keys ";
5535                 break;
5536         case PTR_TO_MAP_KEY:
5537                 pointer_desc = "key ";
5538                 break;
5539         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5540                 pointer_desc = "value ";
5541                 break;
5542         case PTR_TO_CTX:
5543                 pointer_desc = "context ";
5544                 break;
5545         case PTR_TO_STACK:
5546                 pointer_desc = "stack ";
5547                 /* The stack spill tracking logic in check_stack_write_fixed_off()
5548                  * and check_stack_read_fixed_off() relies on stack accesses being
5549                  * aligned.
5550                  */
5551                 strict = true;
5552                 break;
5553         case PTR_TO_SOCKET:
5554                 pointer_desc = "sock ";
5555                 break;
5556         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
5557                 pointer_desc = "sock_common ";
5558                 break;
5559         case PTR_TO_TCP_SOCK:
5560                 pointer_desc = "tcp_sock ";
5561                 break;
5562         case PTR_TO_XDP_SOCK:
5563                 pointer_desc = "xdp_sock ";
5564                 break;
5565         default:
5566                 break;
5567         }
5568         return check_generic_ptr_alignment(env, reg, pointer_desc, off, size,
5569                                            strict);
5570 }
5571
5572 static int update_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
5573                               const struct bpf_func_state *func,
5574                               int off)
5575 {
5576         u16 stack = env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth;
5577
5578         if (stack >= -off)
5579                 return 0;
5580
5581         /* update known max for given subprogram */
5582         env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth = -off;
5583         return 0;
5584 }
5585
5586 /* starting from main bpf function walk all instructions of the function
5587  * and recursively walk all callees that given function can call.
5588  * Ignore jump and exit insns.
5589  * Since recursion is prevented by check_cfg() this algorithm
5590  * only needs a local stack of MAX_CALL_FRAMES to remember callsites
5591  */
5592 static int check_max_stack_depth_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
5593 {
5594         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
5595         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
5596         int depth = 0, frame = 0, i, subprog_end;
5597         bool tail_call_reachable = false;
5598         int ret_insn[MAX_CALL_FRAMES];
5599         int ret_prog[MAX_CALL_FRAMES];
5600         int j;
5601
5602         i = subprog[idx].start;
5603 process_func:
5604         /* protect against potential stack overflow that might happen when
5605          * bpf2bpf calls get combined with tailcalls. Limit the caller's stack
5606          * depth for such case down to 256 so that the worst case scenario
5607          * would result in 8k stack size (32 which is tailcall limit * 256 =
5608          * 8k).
5609          *
5610          * To get the idea what might happen, see an example:
5611          * func1 -> sub rsp, 128
5612          *  subfunc1 -> sub rsp, 256
5613          *  tailcall1 -> add rsp, 256
5614          *   func2 -> sub rsp, 192 (total stack size = 128 + 192 = 320)
5615          *   subfunc2 -> sub rsp, 64
5616          *   subfunc22 -> sub rsp, 128
5617          *   tailcall2 -> add rsp, 128
5618          *    func3 -> sub rsp, 32 (total stack size 128 + 192 + 64 + 32 = 416)
5619          *
5620          * tailcall will unwind the current stack frame but it will not get rid
5621          * of caller's stack as shown on the example above.
5622          */
5623         if (idx && subprog[idx].has_tail_call && depth >= 256) {
5624                 verbose(env,
5625                         "tail_calls are not allowed when call stack of previous frames is %d bytes. Too large\n",
5626                         depth);
5627                 return -EACCES;
5628         }
5629         /* round up to 32-bytes, since this is granularity
5630          * of interpreter stack size
5631          */
5632         depth += round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
5633         if (depth > MAX_BPF_STACK) {
5634                 verbose(env, "combined stack size of %d calls is %d. Too large\n",
5635                         frame + 1, depth);
5636                 return -EACCES;
5637         }
5638 continue_func:
5639         subprog_end = subprog[idx + 1].start;
5640         for (; i < subprog_end; i++) {
5641                 int next_insn, sidx;
5642
5643                 if (!bpf_pseudo_call(insn + i) && !bpf_pseudo_func(insn + i))
5644                         continue;
5645                 /* remember insn and function to return to */
5646                 ret_insn[frame] = i + 1;
5647                 ret_prog[frame] = idx;
5648
5649                 /* find the callee */
5650                 next_insn = i + insn[i].imm + 1;
5651                 sidx = find_subprog(env, next_insn);
5652                 if (sidx < 0) {
5653                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
5654                                   next_insn);
5655                         return -EFAULT;
5656                 }
5657                 if (subprog[sidx].is_async_cb) {
5658                         if (subprog[sidx].has_tail_call) {
5659                                 verbose(env, "verifier bug. subprog has tail_call and async cb\n");
5660                                 return -EFAULT;
5661                         }
5662                         /* async callbacks don't increase bpf prog stack size unless called directly */
5663                         if (!bpf_pseudo_call(insn + i))
5664                                 continue;
5665                 }
5666                 i = next_insn;
5667                 idx = sidx;
5668
5669                 if (subprog[idx].has_tail_call)
5670                         tail_call_reachable = true;
5671
5672                 frame++;
5673                 if (frame >= MAX_CALL_FRAMES) {
5674                         verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep !\n",
5675                                 frame);
5676                         return -E2BIG;
5677                 }
5678                 goto process_func;
5679         }
5680         /* if tail call got detected across bpf2bpf calls then mark each of the
5681          * currently present subprog frames as tail call reachable subprogs;
5682          * this info will be utilized by JIT so that we will be preserving the
5683          * tail call counter throughout bpf2bpf calls combined with tailcalls
5684          */
5685         if (tail_call_reachable)
5686                 for (j = 0; j < frame; j++)
5687                         subprog[ret_prog[j]].tail_call_reachable = true;
5688         if (subprog[0].tail_call_reachable)
5689                 env->prog->aux->tail_call_reachable = true;
5690
5691         /* end of for() loop means the last insn of the 'subprog'
5692          * was reached. Doesn't matter whether it was JA or EXIT
5693          */
5694         if (frame == 0)
5695                 return 0;
5696         depth -= round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
5697         frame--;
5698         i = ret_insn[frame];
5699         idx = ret_prog[frame];
5700         goto continue_func;
5701 }
5702
5703 static int check_max_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env)
5704 {
5705         struct bpf_subprog_info *si = env->subprog_info;
5706         int ret;
5707
5708         for (int i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
5709                 if (!i || si[i].is_async_cb) {
5710                         ret = check_max_stack_depth_subprog(env, i);
5711                         if (ret < 0)
5712                                 return ret;
5713                 }
5714                 continue;
5715         }
5716         return 0;
5717 }
5718
5719 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
5720 static int get_callee_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
5721                                   const struct bpf_insn *insn, int idx)
5722 {
5723         int start = idx + insn->imm + 1, subprog;
5724
5725         subprog = find_subprog(env, start);
5726         if (subprog < 0) {
5727                 WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
5728                           start);
5729                 return -EFAULT;
5730         }
5731         return env->subprog_info[subprog].stack_depth;
5732 }
5733 #endif
5734
5735 static int __check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
5736                                  const char *buf_info,
5737                                  const struct bpf_reg_state *reg,
5738                                  int regno, int off, int size)
5739 {
5740         if (off < 0) {
5741                 verbose(env,
5742                         "R%d invalid %s buffer access: off=%d, size=%d\n",
5743                         regno, buf_info, off, size);
5744                 return -EACCES;
5745         }
5746         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
5747                 char tn_buf[48];
5748
5749                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5750                 verbose(env,
5751                         "R%d invalid variable buffer offset: off=%d, var_off=%s\n",
5752                         regno, off, tn_buf);
5753                 return -EACCES;
5754         }
5755
5756         return 0;
5757 }
5758
5759 static int check_tp_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
5760                                   const struct bpf_reg_state *reg,
5761                                   int regno, int off, int size)
5762 {
5763         int err;
5764
5765         err = __check_buffer_access(env, "tracepoint", reg, regno, off, size);
5766         if (err)
5767                 return err;
5768
5769         if (off + size > env->prog->aux->max_tp_access)
5770                 env->prog->aux->max_tp_access = off + size;
5771
5772         return 0;
5773 }
5774
5775 static int check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
5776                                const struct bpf_reg_state *reg,
5777                                int regno, int off, int size,
5778                                bool zero_size_allowed,
5779                                u32 *max_access)
5780 {
5781         const char *buf_info = type_is_rdonly_mem(reg->type) ? "rdonly" : "rdwr";
5782         int err;
5783
5784         err = __check_buffer_access(env, buf_info, reg, regno, off, size);
5785         if (err)
5786                 return err;
5787
5788         if (off + size > *max_access)
5789                 *max_access = off + size;
5790
5791         return 0;
5792 }
5793
5794 /* BPF architecture zero extends alu32 ops into 64-bit registesr */
5795 static void zext_32_to_64(struct bpf_reg_state *reg)
5796 {
5797         reg->var_off = tnum_subreg(reg->var_off);
5798         __reg_assign_32_into_64(reg);
5799 }
5800
5801 /* truncate register to smaller size (in bytes)
5802  * must be called with size < BPF_REG_SIZE
5803  */
5804 static void coerce_reg_to_size(struct bpf_reg_state *reg, int size)
5805 {
5806         u64 mask;
5807
5808         /* clear high bits in bit representation */
5809         reg->var_off = tnum_cast(reg->var_off, size);
5810
5811         /* fix arithmetic bounds */
5812         mask = ((u64)1 << (size * 8)) - 1;
5813         if ((reg->umin_value & ~mask) == (reg->umax_value & ~mask)) {
5814                 reg->umin_value &= mask;
5815                 reg->umax_value &= mask;
5816         } else {
5817                 reg->umin_value = 0;
5818                 reg->umax_value = mask;
5819         }
5820         reg->smin_value = reg->umin_value;
5821         reg->smax_value = reg->umax_value;
5822
5823         /* If size is smaller than 32bit register the 32bit register
5824          * values are also truncated so we push 64-bit bounds into
5825          * 32-bit bounds. Above were truncated < 32-bits already.
5826          */
5827         if (size >= 4)
5828                 return;
5829         __reg_combine_64_into_32(reg);
5830 }
5831
5832 static void set_sext64_default_val(struct bpf_reg_state *reg, int size)
5833 {
5834         if (size == 1) {
5835                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = S8_MIN;
5836                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = S8_MAX;
5837         } else if (size == 2) {
5838                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = S16_MIN;
5839                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = S16_MAX;
5840         } else {
5841                 /* size == 4 */
5842                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = S32_MIN;
5843                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = S32_MAX;
5844         }
5845         reg->umin_value = reg->u32_min_value = 0;
5846         reg->umax_value = U64_MAX;
5847         reg->u32_max_value = U32_MAX;
5848         reg->var_off = tnum_unknown;
5849 }
5850
5851 static void coerce_reg_to_size_sx(struct bpf_reg_state *reg, int size)
5852 {
5853         s64 init_s64_max, init_s64_min, s64_max, s64_min, u64_cval;
5854         u64 top_smax_value, top_smin_value;
5855         u64 num_bits = size * 8;
5856
5857         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
5858                 u64_cval = reg->var_off.value;
5859                 if (size == 1)
5860                         reg->var_off = tnum_const((s8)u64_cval);
5861                 else if (size == 2)
5862                         reg->var_off = tnum_const((s16)u64_cval);
5863                 else
5864                         /* size == 4 */
5865                         reg->var_off = tnum_const((s32)u64_cval);
5866
5867                 u64_cval = reg->var_off.value;
5868                 reg->smax_value = reg->smin_value = u64_cval;
5869                 reg->umax_value = reg->umin_value = u64_cval;
5870                 reg->s32_max_value = reg->s32_min_value = u64_cval;
5871                 reg->u32_max_value = reg->u32_min_value = u64_cval;
5872                 return;
5873         }
5874
5875         top_smax_value = ((u64)reg->smax_value >> num_bits) << num_bits;
5876         top_smin_value = ((u64)reg->smin_value >> num_bits) << num_bits;
5877
5878         if (top_smax_value != top_smin_value)
5879                 goto out;
5880
5881         /* find the s64_min and s64_min after sign extension */
5882         if (size == 1) {
5883                 init_s64_max = (s8)reg->smax_value;
5884                 init_s64_min = (s8)reg->smin_value;
5885         } else if (size == 2) {
5886                 init_s64_max = (s16)reg->smax_value;
5887                 init_s64_min = (s16)reg->smin_value;
5888         } else {
5889                 init_s64_max = (s32)reg->smax_value;
5890                 init_s64_min = (s32)reg->smin_value;
5891         }
5892
5893         s64_max = max(init_s64_max, init_s64_min);
5894         s64_min = min(init_s64_max, init_s64_min);
5895
5896         /* both of s64_max/s64_min positive or negative */
5897         if (s64_max >= 0 == s64_min >= 0) {
5898                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = s64_min;
5899                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = s64_max;
5900                 reg->umin_value = reg->u32_min_value = s64_min;
5901                 reg->umax_value = reg->u32_max_value = s64_max;
5902                 reg->var_off = tnum_range(s64_min, s64_max);
5903                 return;
5904         }
5905
5906 out:
5907         set_sext64_default_val(reg, size);
5908 }
5909
5910 static void set_sext32_default_val(struct bpf_reg_state *reg, int size)
5911 {
5912         if (size == 1) {
5913                 reg->s32_min_value = S8_MIN;
5914                 reg->s32_max_value = S8_MAX;
5915         } else {
5916                 /* size == 2 */
5917                 reg->s32_min_value = S16_MIN;
5918                 reg->s32_max_value = S16_MAX;
5919         }
5920         reg->u32_min_value = 0;
5921         reg->u32_max_value = U32_MAX;
5922 }
5923
5924 static void coerce_subreg_to_size_sx(struct bpf_reg_state *reg, int size)
5925 {
5926         s32 init_s32_max, init_s32_min, s32_max, s32_min, u32_val;
5927         u32 top_smax_value, top_smin_value;
5928         u32 num_bits = size * 8;
5929
5930         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
5931                 u32_val = reg->var_off.value;
5932                 if (size == 1)
5933                         reg->var_off = tnum_const((s8)u32_val);
5934                 else
5935                         reg->var_off = tnum_const((s16)u32_val);
5936
5937                 u32_val = reg->var_off.value;
5938                 reg->s32_min_value = reg->s32_max_value = u32_val;
5939                 reg->u32_min_value = reg->u32_max_value = u32_val;
5940                 return;
5941         }
5942
5943         top_smax_value = ((u32)reg->s32_max_value >> num_bits) << num_bits;
5944         top_smin_value = ((u32)reg->s32_min_value >> num_bits) << num_bits;
5945
5946         if (top_smax_value != top_smin_value)
5947                 goto out;
5948
5949         /* find the s32_min and s32_min after sign extension */
5950         if (size == 1) {
5951                 init_s32_max = (s8)reg->s32_max_value;
5952                 init_s32_min = (s8)reg->s32_min_value;
5953         } else {
5954                 /* size == 2 */
5955                 init_s32_max = (s16)reg->s32_max_value;
5956                 init_s32_min = (s16)reg->s32_min_value;
5957         }
5958         s32_max = max(init_s32_max, init_s32_min);
5959         s32_min = min(init_s32_max, init_s32_min);
5960
5961         if (s32_min >= 0 == s32_max >= 0) {
5962                 reg->s32_min_value = s32_min;
5963                 reg->s32_max_value = s32_max;
5964                 reg->u32_min_value = (u32)s32_min;
5965                 reg->u32_max_value = (u32)s32_max;
5966                 return;
5967         }
5968
5969 out:
5970         set_sext32_default_val(reg, size);
5971 }
5972
5973 static bool bpf_map_is_rdonly(const struct bpf_map *map)
5974 {
5975         /* A map is considered read-only if the following condition are true:
5976          *
5977          * 1) BPF program side cannot change any of the map content. The
5978          *    BPF_F_RDONLY_PROG flag is throughout the lifetime of a map
5979          *    and was set at map creation time.
5980          * 2) The map value(s) have been initialized from user space by a
5981          *    loader and then "frozen", such that no new map update/delete
5982          *    operations from syscall side are possible for the rest of
5983          *    the map's lifetime from that point onwards.
5984          * 3) Any parallel/pending map update/delete operations from syscall
5985          *    side have been completed. Only after that point, it's safe to
5986          *    assume that map value(s) are immutable.
5987          */
5988         return (map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
5989                READ_ONCE(map->frozen) &&
5990                !bpf_map_write_active(map);
5991 }
5992
5993 static int bpf_map_direct_read(struct bpf_map *map, int off, int size, u64 *val,
5994                                bool is_ldsx)
5995 {
5996         void *ptr;
5997         u64 addr;
5998         int err;
5999
6000         err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
6001         if (err)
6002                 return err;
6003         ptr = (void *)(long)addr + off;
6004
6005         switch (size) {
6006         case sizeof(u8):
6007                 *val = is_ldsx ? (s64)*(s8 *)ptr : (u64)*(u8 *)ptr;
6008                 break;
6009         case sizeof(u16):
6010                 *val = is_ldsx ? (s64)*(s16 *)ptr : (u64)*(u16 *)ptr;
6011                 break;
6012         case sizeof(u32):
6013                 *val = is_ldsx ? (s64)*(s32 *)ptr : (u64)*(u32 *)ptr;
6014                 break;
6015         case sizeof(u64):
6016                 *val = *(u64 *)ptr;
6017                 break;
6018         default:
6019                 return -EINVAL;
6020         }
6021         return 0;
6022 }
6023
6024 #define BTF_TYPE_SAFE_RCU(__type)  __PASTE(__type, __safe_rcu)
6025 #define BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(__type)  __PASTE(__type, __safe_rcu_or_null)
6026 #define BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(__type)  __PASTE(__type, __safe_trusted)
6027
6028 /*
6029  * Allow list few fields as RCU trusted or full trusted.
6030  * This logic doesn't allow mix tagging and will be removed once GCC supports
6031  * btf_type_tag.
6032  */
6033
6034 /* RCU trusted: these fields are trusted in RCU CS and never NULL */
6035 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct task_struct) {
6036         const cpumask_t *cpus_ptr;
6037         struct css_set __rcu *cgroups;
6038         struct task_struct __rcu *real_parent;
6039         struct task_struct *group_leader;
6040 };
6041
6042 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct cgroup) {
6043         /* cgrp->kn is always accessible as documented in kernel/cgroup/cgroup.c */
6044         struct kernfs_node *kn;
6045 };
6046
6047 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct css_set) {
6048         struct cgroup *dfl_cgrp;
6049 };
6050
6051 /* RCU trusted: these fields are trusted in RCU CS and can be NULL */
6052 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct mm_struct) {
6053         struct file __rcu *exe_file;
6054 };
6055
6056 /* skb->sk, req->sk are not RCU protected, but we mark them as such
6057  * because bpf prog accessible sockets are SOCK_RCU_FREE.
6058  */
6059 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct sk_buff) {
6060         struct sock *sk;
6061 };
6062
6063 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct request_sock) {
6064         struct sock *sk;
6065 };
6066
6067 /* full trusted: these fields are trusted even outside of RCU CS and never NULL */
6068 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter_meta) {
6069         struct seq_file *seq;
6070 };
6071
6072 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter__task) {
6073         struct bpf_iter_meta *meta;
6074         struct task_struct *task;
6075 };
6076
6077 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct linux_binprm) {
6078         struct file *file;
6079 };
6080
6081 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct file) {
6082         struct inode *f_inode;
6083 };
6084
6085 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct dentry) {
6086         /* no negative dentry-s in places where bpf can see it */
6087         struct inode *d_inode;
6088 };
6089
6090 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct socket) {
6091         struct sock *sk;
6092 };
6093
6094 static bool type_is_rcu(struct bpf_verifier_env *env,
6095                         struct bpf_reg_state *reg,
6096                         const char *field_name, u32 btf_id)
6097 {
6098         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct task_struct));
6099         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct cgroup));
6100         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct css_set));
6101
6102         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_rcu");
6103 }
6104
6105 static bool type_is_rcu_or_null(struct bpf_verifier_env *env,
6106                                 struct bpf_reg_state *reg,
6107                                 const char *field_name, u32 btf_id)
6108 {
6109         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct mm_struct));
6110         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct sk_buff));
6111         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct request_sock));
6112
6113         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_rcu_or_null");
6114 }
6115
6116 static bool type_is_trusted(struct bpf_verifier_env *env,
6117                             struct bpf_reg_state *reg,
6118                             const char *field_name, u32 btf_id)
6119 {
6120         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter_meta));
6121         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter__task));
6122         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct linux_binprm));
6123         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct file));
6124         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct dentry));
6125         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct socket));
6126
6127         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_trusted");
6128 }
6129
6130 static int check_ptr_to_btf_access(struct bpf_verifier_env *env,
6131                                    struct bpf_reg_state *regs,
6132                                    int regno, int off, int size,
6133                                    enum bpf_access_type atype,
6134                                    int value_regno)
6135 {
6136         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6137         const struct btf_type *t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
6138         const char *tname = btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off);
6139         const char *field_name = NULL;
6140         enum bpf_type_flag flag = 0;
6141         u32 btf_id = 0;
6142         int ret;
6143
6144         if (!env->allow_ptr_leaks) {
6145                 verbose(env,
6146                         "'struct %s' access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
6147                         tname);
6148                 return -EPERM;
6149         }
6150         if (!env->prog->gpl_compatible && btf_is_kernel(reg->btf)) {
6151                 verbose(env,
6152                         "Cannot access kernel 'struct %s' from non-GPL compatible program\n",
6153                         tname);
6154                 return -EINVAL;
6155         }
6156         if (off < 0) {
6157                 verbose(env,
6158                         "R%d is ptr_%s invalid negative access: off=%d\n",
6159                         regno, tname, off);
6160                 return -EACCES;
6161         }
6162         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
6163                 char tn_buf[48];
6164
6165                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6166                 verbose(env,
6167                         "R%d is ptr_%s invalid variable offset: off=%d, var_off=%s\n",
6168                         regno, tname, off, tn_buf);
6169                 return -EACCES;
6170         }
6171
6172         if (reg->type & MEM_USER) {
6173                 verbose(env,
6174                         "R%d is ptr_%s access user memory: off=%d\n",
6175                         regno, tname, off);
6176                 return -EACCES;
6177         }
6178
6179         if (reg->type & MEM_PERCPU) {
6180                 verbose(env,
6181                         "R%d is ptr_%s access percpu memory: off=%d\n",
6182                         regno, tname, off);
6183                 return -EACCES;
6184         }
6185
6186         if (env->ops->btf_struct_access && !type_is_alloc(reg->type) && atype == BPF_WRITE) {
6187                 if (!btf_is_kernel(reg->btf)) {
6188                         verbose(env, "verifier internal error: reg->btf must be kernel btf\n");
6189                         return -EFAULT;
6190                 }
6191                 ret = env->ops->btf_struct_access(&env->log, reg, off, size);
6192         } else {
6193                 /* Writes are permitted with default btf_struct_access for
6194                  * program allocated objects (which always have ref_obj_id > 0),
6195                  * but not for untrusted PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC.
6196                  */
6197                 if (atype != BPF_READ && !type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
6198                         verbose(env, "only read is supported\n");
6199                         return -EACCES;
6200                 }
6201
6202                 if (type_is_alloc(reg->type) && !type_is_non_owning_ref(reg->type) &&
6203                     !reg->ref_obj_id) {
6204                         verbose(env, "verifier internal error: ref_obj_id for allocated object must be non-zero\n");
6205                         return -EFAULT;
6206                 }
6207
6208                 ret = btf_struct_access(&env->log, reg, off, size, atype, &btf_id, &flag, &field_name);
6209         }
6210
6211         if (ret < 0)
6212                 return ret;
6213
6214         if (ret != PTR_TO_BTF_ID) {
6215                 /* just mark; */
6216
6217         } else if (type_flag(reg->type) & PTR_UNTRUSTED) {
6218                 /* If this is an untrusted pointer, all pointers formed by walking it
6219                  * also inherit the untrusted flag.
6220                  */
6221                 flag = PTR_UNTRUSTED;
6222
6223         } else if (is_trusted_reg(reg) || is_rcu_reg(reg)) {
6224                 /* By default any pointer obtained from walking a trusted pointer is no
6225                  * longer trusted, unless the field being accessed has explicitly been
6226                  * marked as inheriting its parent's state of trust (either full or RCU).
6227                  * For example:
6228                  * 'cgroups' pointer is untrusted if task->cgroups dereference
6229                  * happened in a sleepable program outside of bpf_rcu_read_lock()
6230                  * section. In a non-sleepable program it's trusted while in RCU CS (aka MEM_RCU).
6231                  * Note bpf_rcu_read_unlock() converts MEM_RCU pointers to PTR_UNTRUSTED.
6232                  *
6233                  * A regular RCU-protected pointer with __rcu tag can also be deemed
6234                  * trusted if we are in an RCU CS. Such pointer can be NULL.
6235                  */
6236                 if (type_is_trusted(env, reg, field_name, btf_id)) {
6237                         flag |= PTR_TRUSTED;
6238                 } else if (in_rcu_cs(env) && !type_may_be_null(reg->type)) {
6239                         if (type_is_rcu(env, reg, field_name, btf_id)) {
6240                                 /* ignore __rcu tag and mark it MEM_RCU */
6241                                 flag |= MEM_RCU;
6242                         } else if (flag & MEM_RCU ||
6243                                    type_is_rcu_or_null(env, reg, field_name, btf_id)) {
6244                                 /* __rcu tagged pointers can be NULL */
6245                                 flag |= MEM_RCU | PTR_MAYBE_NULL;
6246
6247                                 /* We always trust them */
6248                                 if (type_is_rcu_or_null(env, reg, field_name, btf_id) &&
6249                                     flag & PTR_UNTRUSTED)
6250                                         flag &= ~PTR_UNTRUSTED;
6251                         } else if (flag & (MEM_PERCPU | MEM_USER)) {
6252                                 /* keep as-is */
6253                         } else {
6254                                 /* walking unknown pointers yields old deprecated PTR_TO_BTF_ID */
6255                                 clear_trusted_flags(&flag);
6256                         }
6257                 } else {
6258                         /*
6259                          * If not in RCU CS or MEM_RCU pointer can be NULL then
6260                          * aggressively mark as untrusted otherwise such
6261                          * pointers will be plain PTR_TO_BTF_ID without flags
6262                          * and will be allowed to be passed into helpers for
6263                          * compat reasons.
6264                          */
6265                         flag = PTR_UNTRUSTED;
6266                 }
6267         } else {
6268                 /* Old compat. Deprecated */
6269                 clear_trusted_flags(&flag);
6270         }
6271
6272         if (atype == BPF_READ && value_regno >= 0)
6273                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, reg->btf, btf_id, flag);
6274
6275         return 0;
6276 }
6277
6278 static int check_ptr_to_map_access(struct bpf_verifier_env *env,
6279                                    struct bpf_reg_state *regs,
6280                                    int regno, int off, int size,
6281                                    enum bpf_access_type atype,
6282                                    int value_regno)
6283 {
6284         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6285         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6286         struct bpf_reg_state map_reg;
6287         enum bpf_type_flag flag = 0;
6288         const struct btf_type *t;
6289         const char *tname;
6290         u32 btf_id;
6291         int ret;
6292
6293         if (!btf_vmlinux) {
6294                 verbose(env, "map_ptr access not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
6295                 return -ENOTSUPP;
6296         }
6297
6298         if (!map->ops->map_btf_id || !*map->ops->map_btf_id) {
6299                 verbose(env, "map_ptr access not supported for map type %d\n",
6300                         map->map_type);
6301                 return -ENOTSUPP;
6302         }
6303
6304         t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id);
6305         tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
6306
6307         if (!env->allow_ptr_leaks) {
6308                 verbose(env,
6309                         "'struct %s' access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
6310                         tname);
6311                 return -EPERM;
6312         }
6313
6314         if (off < 0) {
6315                 verbose(env, "R%d is %s invalid negative access: off=%d\n",
6316                         regno, tname, off);
6317                 return -EACCES;
6318         }
6319
6320         if (atype != BPF_READ) {
6321                 verbose(env, "only read from %s is supported\n", tname);
6322                 return -EACCES;
6323         }
6324
6325         /* Simulate access to a PTR_TO_BTF_ID */
6326         memset(&map_reg, 0, sizeof(map_reg));
6327         mark_btf_ld_reg(env, &map_reg, 0, PTR_TO_BTF_ID, btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id, 0);
6328         ret = btf_struct_access(&env->log, &map_reg, off, size, atype, &btf_id, &flag, NULL);
6329         if (ret < 0)
6330                 return ret;
6331
6332         if (value_regno >= 0)
6333                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, btf_vmlinux, btf_id, flag);
6334
6335         return 0;
6336 }
6337
6338 /* Check that the stack access at the given offset is within bounds. The
6339  * maximum valid offset is -1.
6340  *
6341  * The minimum valid offset is -MAX_BPF_STACK for writes, and
6342  * -state->allocated_stack for reads.
6343  */
6344 static int check_stack_slot_within_bounds(int off,
6345                                           struct bpf_func_state *state,
6346                                           enum bpf_access_type t)
6347 {
6348         int min_valid_off;
6349
6350         if (t == BPF_WRITE)
6351                 min_valid_off = -MAX_BPF_STACK;
6352         else
6353                 min_valid_off = -state->allocated_stack;
6354
6355         if (off < min_valid_off || off > -1)
6356                 return -EACCES;
6357         return 0;
6358 }
6359
6360 /* Check that the stack access at 'regno + off' falls within the maximum stack
6361  * bounds.
6362  *
6363  * 'off' includes `regno->offset`, but not its dynamic part (if any).
6364  */
6365 static int check_stack_access_within_bounds(
6366                 struct bpf_verifier_env *env,
6367                 int regno, int off, int access_size,
6368                 enum bpf_access_src src, enum bpf_access_type type)
6369 {
6370         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6371         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6372         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
6373         int min_off, max_off;
6374         int err;
6375         char *err_extra;
6376
6377         if (src == ACCESS_HELPER)
6378                 /* We don't know if helpers are reading or writing (or both). */
6379                 err_extra = " indirect access to";
6380         else if (type == BPF_READ)
6381                 err_extra = " read from";
6382         else
6383                 err_extra = " write to";
6384
6385         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6386                 min_off = reg->var_off.value + off;
6387                 if (access_size > 0)
6388                         max_off = min_off + access_size - 1;
6389                 else
6390                         max_off = min_off;
6391         } else {
6392                 if (reg->smax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF ||
6393                     reg->smin_value <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
6394                         verbose(env, "invalid unbounded variable-offset%s stack R%d\n",
6395                                 err_extra, regno);
6396                         return -EACCES;
6397                 }
6398                 min_off = reg->smin_value + off;
6399                 if (access_size > 0)
6400                         max_off = reg->smax_value + off + access_size - 1;
6401                 else
6402                         max_off = min_off;
6403         }
6404
6405         err = check_stack_slot_within_bounds(min_off, state, type);
6406         if (!err)
6407                 err = check_stack_slot_within_bounds(max_off, state, type);
6408
6409         if (err) {
6410                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6411                         verbose(env, "invalid%s stack R%d off=%d size=%d\n",
6412                                 err_extra, regno, off, access_size);
6413                 } else {
6414                         char tn_buf[48];
6415
6416                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6417                         verbose(env, "invalid variable-offset%s stack R%d var_off=%s size=%d\n",
6418                                 err_extra, regno, tn_buf, access_size);
6419                 }
6420         }
6421         return err;
6422 }
6423
6424 /* check whether memory at (regno + off) is accessible for t = (read | write)
6425  * if t==write, value_regno is a register which value is stored into memory
6426  * if t==read, value_regno is a register which will receive the value from memory
6427  * if t==write && value_regno==-1, some unknown value is stored into memory
6428  * if t==read && value_regno==-1, don't care what we read from memory
6429  */
6430 static int check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, u32 regno,
6431                             int off, int bpf_size, enum bpf_access_type t,
6432                             int value_regno, bool strict_alignment_once, bool is_ldsx)
6433 {
6434         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6435         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6436         struct bpf_func_state *state;
6437         int size, err = 0;
6438
6439         size = bpf_size_to_bytes(bpf_size);
6440         if (size < 0)
6441                 return size;
6442
6443         /* alignment checks will add in reg->off themselves */
6444         err = check_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict_alignment_once);
6445         if (err)
6446                 return err;
6447
6448         /* for access checks, reg->off is just part of off */
6449         off += reg->off;
6450
6451         if (reg->type == PTR_TO_MAP_KEY) {
6452                 if (t == BPF_WRITE) {
6453                         verbose(env, "write to change key R%d not allowed\n", regno);
6454                         return -EACCES;
6455                 }
6456
6457                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
6458                                               reg->map_ptr->key_size, false);
6459                 if (err)
6460                         return err;
6461                 if (value_regno >= 0)
6462                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6463         } else if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
6464                 struct btf_field *kptr_field = NULL;
6465
6466                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6467                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6468                         verbose(env, "R%d leaks addr into map\n", value_regno);
6469                         return -EACCES;
6470                 }
6471                 err = check_map_access_type(env, regno, off, size, t);
6472                 if (err)
6473                         return err;
6474                 err = check_map_access(env, regno, off, size, false, ACCESS_DIRECT);
6475                 if (err)
6476                         return err;
6477                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
6478                         kptr_field = btf_record_find(reg->map_ptr->record,
6479                                                      off + reg->var_off.value, BPF_KPTR);
6480                 if (kptr_field) {
6481                         err = check_map_kptr_access(env, regno, value_regno, insn_idx, kptr_field);
6482                 } else if (t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
6483                         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6484
6485                         /* if map is read-only, track its contents as scalars */
6486                         if (tnum_is_const(reg->var_off) &&
6487                             bpf_map_is_rdonly(map) &&
6488                             map->ops->map_direct_value_addr) {
6489                                 int map_off = off + reg->var_off.value;
6490                                 u64 val = 0;
6491
6492                                 err = bpf_map_direct_read(map, map_off, size,
6493                                                           &val, is_ldsx);
6494                                 if (err)
6495                                         return err;
6496
6497                                 regs[value_regno].type = SCALAR_VALUE;
6498                                 __mark_reg_known(&regs[value_regno], val);
6499                         } else {
6500                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6501                         }
6502                 }
6503         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM) {
6504                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
6505
6506                 if (type_may_be_null(reg->type)) {
6507                         verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
6508                                 reg_type_str(env, reg->type));
6509                         return -EACCES;
6510                 }
6511
6512                 if (t == BPF_WRITE && rdonly_mem) {
6513                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6514                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
6515                         return -EACCES;
6516                 }
6517
6518                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6519                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6520                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", value_regno);
6521                         return -EACCES;
6522                 }
6523
6524                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
6525                                               reg->mem_size, false);
6526                 if (!err && value_regno >= 0 && (t == BPF_READ || rdonly_mem))
6527                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6528         } else if (reg->type == PTR_TO_CTX) {
6529                 enum bpf_reg_type reg_type = SCALAR_VALUE;
6530                 struct btf *btf = NULL;
6531                 u32 btf_id = 0;
6532
6533                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6534                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6535                         verbose(env, "R%d leaks addr into ctx\n", value_regno);
6536                         return -EACCES;
6537                 }
6538
6539                 err = check_ptr_off_reg(env, reg, regno);
6540                 if (err < 0)
6541                         return err;
6542
6543                 err = check_ctx_access(env, insn_idx, off, size, t, &reg_type, &btf,
6544                                        &btf_id);
6545                 if (err)
6546                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
6547                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
6548                         /* ctx access returns either a scalar, or a
6549                          * PTR_TO_PACKET[_META,_END]. In the latter
6550                          * case, we know the offset is zero.
6551                          */
6552                         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
6553                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6554                         } else {
6555                                 mark_reg_known_zero(env, regs,
6556                                                     value_regno);
6557                                 if (type_may_be_null(reg_type))
6558                                         regs[value_regno].id = ++env->id_gen;
6559                                 /* A load of ctx field could have different
6560                                  * actual load size with the one encoded in the
6561                                  * insn. When the dst is PTR, it is for sure not
6562                                  * a sub-register.
6563                                  */
6564                                 regs[value_regno].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
6565                                 if (base_type(reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
6566                                         regs[value_regno].btf = btf;
6567                                         regs[value_regno].btf_id = btf_id;
6568                                 }
6569                         }
6570                         regs[value_regno].type = reg_type;
6571                 }
6572
6573         } else if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
6574                 /* Basic bounds checks. */
6575                 err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, size, ACCESS_DIRECT, t);
6576                 if (err)
6577                         return err;
6578
6579                 state = func(env, reg);
6580                 err = update_stack_depth(env, state, off);
6581                 if (err)
6582                         return err;
6583
6584                 if (t == BPF_READ)
6585                         err = check_stack_read(env, regno, off, size,
6586                                                value_regno);
6587                 else
6588                         err = check_stack_write(env, regno, off, size,
6589                                                 value_regno, insn_idx);
6590         } else if (reg_is_pkt_pointer(reg)) {
6591                 if (t == BPF_WRITE && !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, t)) {
6592                         verbose(env, "cannot write into packet\n");
6593                         return -EACCES;
6594                 }
6595                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6596                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6597                         verbose(env, "R%d leaks addr into packet\n",
6598                                 value_regno);
6599                         return -EACCES;
6600                 }
6601                 err = check_packet_access(env, regno, off, size, false);
6602                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6603                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6604         } else if (reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS) {
6605                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6606                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6607                         verbose(env, "R%d leaks addr into flow keys\n",
6608                                 value_regno);
6609                         return -EACCES;
6610                 }
6611
6612                 err = check_flow_keys_access(env, off, size);
6613                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6614                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6615         } else if (type_is_sk_pointer(reg->type)) {
6616                 if (t == BPF_WRITE) {
6617                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6618                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
6619                         return -EACCES;
6620                 }
6621                 err = check_sock_access(env, insn_idx, regno, off, size, t);
6622                 if (!err && value_regno >= 0)
6623                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6624         } else if (reg->type == PTR_TO_TP_BUFFER) {
6625                 err = check_tp_buffer_access(env, reg, regno, off, size);
6626                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6627                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6628         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID &&
6629                    !type_may_be_null(reg->type)) {
6630                 err = check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, off, size, t,
6631                                               value_regno);
6632         } else if (reg->type == CONST_PTR_TO_MAP) {
6633                 err = check_ptr_to_map_access(env, regs, regno, off, size, t,
6634                                               value_regno);
6635         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BUF) {
6636                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
6637                 u32 *max_access;
6638
6639                 if (rdonly_mem) {
6640                         if (t == BPF_WRITE) {
6641                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6642                                         regno, reg_type_str(env, reg->type));
6643                                 return -EACCES;
6644                         }
6645                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
6646                 } else {
6647                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
6648                 }
6649
6650                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
6651                                           max_access);
6652
6653                 if (!err && value_regno >= 0 && (rdonly_mem || t == BPF_READ))
6654                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6655         } else {
6656                 verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
6657                         reg_type_str(env, reg->type));
6658                 return -EACCES;
6659         }
6660
6661         if (!err && size < BPF_REG_SIZE && value_regno >= 0 && t == BPF_READ &&
6662             regs[value_regno].type == SCALAR_VALUE) {
6663                 if (!is_ldsx)
6664                         /* b/h/w load zero-extends, mark upper bits as known 0 */
6665                         coerce_reg_to_size(&regs[value_regno], size);
6666                 else
6667                         coerce_reg_to_size_sx(&regs[value_regno], size);
6668         }
6669         return err;
6670 }
6671
6672 static int check_atomic(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, struct bpf_insn *insn)
6673 {
6674         int load_reg;
6675         int err;
6676
6677         switch (insn->imm) {
6678         case BPF_ADD:
6679         case BPF_ADD | BPF_FETCH:
6680         case BPF_AND:
6681         case BPF_AND | BPF_FETCH:
6682         case BPF_OR:
6683         case BPF_OR | BPF_FETCH:
6684         case BPF_XOR:
6685         case BPF_XOR | BPF_FETCH:
6686         case BPF_XCHG:
6687         case BPF_CMPXCHG:
6688                 break;
6689         default:
6690                 verbose(env, "BPF_ATOMIC uses invalid atomic opcode %02x\n", insn->imm);
6691                 return -EINVAL;
6692         }
6693
6694         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W && BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
6695                 verbose(env, "invalid atomic operand size\n");
6696                 return -EINVAL;
6697         }
6698
6699         /* check src1 operand */
6700         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
6701         if (err)
6702                 return err;
6703
6704         /* check src2 operand */
6705         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
6706         if (err)
6707                 return err;
6708
6709         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG) {
6710                 /* Check comparison of R0 with memory location */
6711                 const u32 aux_reg = BPF_REG_0;
6712
6713                 err = check_reg_arg(env, aux_reg, SRC_OP);
6714                 if (err)
6715                         return err;
6716
6717                 if (is_pointer_value(env, aux_reg)) {
6718                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", aux_reg);
6719                         return -EACCES;
6720                 }
6721         }
6722
6723         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
6724                 verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", insn->src_reg);
6725                 return -EACCES;
6726         }
6727
6728         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg) ||
6729             is_pkt_reg(env, insn->dst_reg) ||
6730             is_flow_key_reg(env, insn->dst_reg) ||
6731             is_sk_reg(env, insn->dst_reg)) {
6732                 verbose(env, "BPF_ATOMIC stores into R%d %s is not allowed\n",
6733                         insn->dst_reg,
6734                         reg_type_str(env, reg_state(env, insn->dst_reg)->type));
6735                 return -EACCES;
6736         }
6737
6738         if (insn->imm & BPF_FETCH) {
6739                 if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
6740                         load_reg = BPF_REG_0;
6741                 else
6742                         load_reg = insn->src_reg;
6743
6744                 /* check and record load of old value */
6745                 err = check_reg_arg(env, load_reg, DST_OP);
6746                 if (err)
6747                         return err;
6748         } else {
6749                 /* This instruction accesses a memory location but doesn't
6750                  * actually load it into a register.
6751                  */
6752                 load_reg = -1;
6753         }
6754
6755         /* Check whether we can read the memory, with second call for fetch
6756          * case to simulate the register fill.
6757          */
6758         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6759                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, -1, true, false);
6760         if (!err && load_reg >= 0)
6761                 err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6762                                        BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, load_reg,
6763                                        true, false);
6764         if (err)
6765                 return err;
6766
6767         /* Check whether we can write into the same memory. */
6768         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6769                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE, -1, true, false);
6770         if (err)
6771                 return err;
6772
6773         return 0;
6774 }
6775
6776 /* When register 'regno' is used to read the stack (either directly or through
6777  * a helper function) make sure that it's within stack boundary and, depending
6778  * on the access type, that all elements of the stack are initialized.
6779  *
6780  * 'off' includes 'regno->off', but not its dynamic part (if any).
6781  *
6782  * All registers that have been spilled on the stack in the slots within the
6783  * read offsets are marked as read.
6784  */
6785 static int check_stack_range_initialized(
6786                 struct bpf_verifier_env *env, int regno, int off,
6787                 int access_size, bool zero_size_allowed,
6788                 enum bpf_access_src type, struct bpf_call_arg_meta *meta)
6789 {
6790         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
6791         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
6792         int err, min_off, max_off, i, j, slot, spi;
6793         char *err_extra = type == ACCESS_HELPER ? " indirect" : "";
6794         enum bpf_access_type bounds_check_type;
6795         /* Some accesses can write anything into the stack, others are
6796          * read-only.
6797          */
6798         bool clobber = false;
6799
6800         if (access_size == 0 && !zero_size_allowed) {
6801                 verbose(env, "invalid zero-sized read\n");
6802                 return -EACCES;
6803         }
6804
6805         if (type == ACCESS_HELPER) {
6806                 /* The bounds checks for writes are more permissive than for
6807                  * reads. However, if raw_mode is not set, we'll do extra
6808                  * checks below.
6809                  */
6810                 bounds_check_type = BPF_WRITE;
6811                 clobber = true;
6812         } else {
6813                 bounds_check_type = BPF_READ;
6814         }
6815         err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, access_size,
6816                                                type, bounds_check_type);
6817         if (err)
6818                 return err;
6819
6820
6821         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6822                 min_off = max_off = reg->var_off.value + off;
6823         } else {
6824                 /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for
6825                  * simplicity since it requires corresponding support in
6826                  * Spectre masking for stack ALU.
6827                  * See also retrieve_ptr_limit().
6828                  */
6829                 if (!env->bypass_spec_v1) {
6830                         char tn_buf[48];
6831
6832                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6833                         verbose(env, "R%d%s variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
6834                                 regno, err_extra, tn_buf);
6835                         return -EACCES;
6836                 }
6837                 /* Only initialized buffer on stack is allowed to be accessed
6838                  * with variable offset. With uninitialized buffer it's hard to
6839                  * guarantee that whole memory is marked as initialized on
6840                  * helper return since specific bounds are unknown what may
6841                  * cause uninitialized stack leaking.
6842                  */
6843                 if (meta && meta->raw_mode)
6844                         meta = NULL;
6845
6846                 min_off = reg->smin_value + off;
6847                 max_off = reg->smax_value + off;
6848         }
6849
6850         if (meta && meta->raw_mode) {
6851                 /* Ensure we won't be overwriting dynptrs when simulating byte
6852                  * by byte access in check_helper_call using meta.access_size.
6853                  * This would be a problem if we have a helper in the future
6854                  * which takes:
6855                  *
6856                  *      helper(uninit_mem, len, dynptr)
6857                  *
6858                  * Now, uninint_mem may overlap with dynptr pointer. Hence, it
6859                  * may end up writing to dynptr itself when touching memory from
6860                  * arg 1. This can be relaxed on a case by case basis for known
6861                  * safe cases, but reject due to the possibilitiy of aliasing by
6862                  * default.
6863                  */
6864                 for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
6865                         int stack_off = -i - 1;
6866
6867                         spi = __get_spi(i);
6868                         /* raw_mode may write past allocated_stack */
6869                         if (state->allocated_stack <= stack_off)
6870                                 continue;
6871                         if (state->stack[spi].slot_type[stack_off % BPF_REG_SIZE] == STACK_DYNPTR) {
6872                                 verbose(env, "potential write to dynptr at off=%d disallowed\n", i);
6873                                 return -EACCES;
6874                         }
6875                 }
6876                 meta->access_size = access_size;
6877                 meta->regno = regno;
6878                 return 0;
6879         }
6880
6881         for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
6882                 u8 *stype;
6883
6884                 slot = -i - 1;
6885                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
6886                 if (state->allocated_stack <= slot)
6887                         goto err;
6888                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
6889                 if (*stype == STACK_MISC)
6890                         goto mark;
6891                 if ((*stype == STACK_ZERO) ||
6892                     (*stype == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)) {
6893                         if (clobber) {
6894                                 /* helper can write anything into the stack */
6895                                 *stype = STACK_MISC;
6896                         }
6897                         goto mark;
6898                 }
6899
6900                 if (is_spilled_reg(&state->stack[spi]) &&
6901                     (state->stack[spi].spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE ||
6902                      env->allow_ptr_leaks)) {
6903                         if (clobber) {
6904                                 __mark_reg_unknown(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
6905                                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
6906                                         scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[j]);
6907                         }
6908                         goto mark;
6909                 }
6910
6911 err:
6912                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6913                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d off %d+%d size %d\n",
6914                                 err_extra, regno, min_off, i - min_off, access_size);
6915                 } else {
6916                         char tn_buf[48];
6917
6918                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6919                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d var_off %s+%d size %d\n",
6920                                 err_extra, regno, tn_buf, i - min_off, access_size);
6921                 }
6922                 return -EACCES;
6923 mark:
6924                 /* reading any byte out of 8-byte 'spill_slot' will cause
6925                  * the whole slot to be marked as 'read'
6926                  */
6927                 mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
6928                               state->stack[spi].spilled_ptr.parent,
6929                               REG_LIVE_READ64);
6930                 /* We do not set REG_LIVE_WRITTEN for stack slot, as we can not
6931                  * be sure that whether stack slot is written to or not. Hence,
6932                  * we must still conservatively propagate reads upwards even if
6933                  * helper may write to the entire memory range.
6934                  */
6935         }
6936         return update_stack_depth(env, state, min_off);
6937 }
6938
6939 static int check_helper_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
6940                                    int access_size, bool zero_size_allowed,
6941                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
6942 {
6943         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
6944         u32 *max_access;
6945
6946         switch (base_type(reg->type)) {
6947         case PTR_TO_PACKET:
6948         case PTR_TO_PACKET_META:
6949                 return check_packet_access(env, regno, reg->off, access_size,
6950                                            zero_size_allowed);
6951         case PTR_TO_MAP_KEY:
6952                 if (meta && meta->raw_mode) {
6953                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
6954                                 reg_type_str(env, reg->type));
6955                         return -EACCES;
6956                 }
6957                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off, access_size,
6958                                                reg->map_ptr->key_size, false);
6959         case PTR_TO_MAP_VALUE:
6960                 if (check_map_access_type(env, regno, reg->off, access_size,
6961                                           meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE :
6962                                           BPF_READ))
6963                         return -EACCES;
6964                 return check_map_access(env, regno, reg->off, access_size,
6965                                         zero_size_allowed, ACCESS_HELPER);
6966         case PTR_TO_MEM:
6967                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
6968                         if (meta && meta->raw_mode) {
6969                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
6970                                         reg_type_str(env, reg->type));
6971                                 return -EACCES;
6972                         }
6973                 }
6974                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off,
6975                                                access_size, reg->mem_size,
6976                                                zero_size_allowed);
6977         case PTR_TO_BUF:
6978                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
6979                         if (meta && meta->raw_mode) {
6980                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
6981                                         reg_type_str(env, reg->type));
6982                                 return -EACCES;
6983                         }
6984
6985                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
6986                 } else {
6987                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
6988                 }
6989                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
6990                                            access_size, zero_size_allowed,
6991                                            max_access);
6992         case PTR_TO_STACK:
6993                 return check_stack_range_initialized(
6994                                 env,
6995                                 regno, reg->off, access_size,
6996                                 zero_size_allowed, ACCESS_HELPER, meta);
6997         case PTR_TO_BTF_ID:
6998                 return check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, reg->off,
6999                                                access_size, BPF_READ, -1);
7000         case PTR_TO_CTX:
7001                 /* in case the function doesn't know how to access the context,
7002                  * (because we are in a program of type SYSCALL for example), we
7003                  * can not statically check its size.
7004                  * Dynamically check it now.
7005                  */
7006                 if (!env->ops->convert_ctx_access) {
7007                         enum bpf_access_type atype = meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE : BPF_READ;
7008                         int offset = access_size - 1;
7009
7010                         /* Allow zero-byte read from PTR_TO_CTX */
7011                         if (access_size == 0)
7012                                 return zero_size_allowed ? 0 : -EACCES;
7013
7014                         return check_mem_access(env, env->insn_idx, regno, offset, BPF_B,
7015                                                 atype, -1, false, false);
7016                 }
7017
7018                 fallthrough;
7019         default: /* scalar_value or invalid ptr */
7020                 /* Allow zero-byte read from NULL, regardless of pointer type */
7021                 if (zero_size_allowed && access_size == 0 &&
7022                     register_is_null(reg))
7023                         return 0;
7024
7025                 verbose(env, "R%d type=%s ", regno,
7026                         reg_type_str(env, reg->type));
7027                 verbose(env, "expected=%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_STACK));
7028                 return -EACCES;
7029         }
7030 }
7031
7032 static int check_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env,
7033                               struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
7034                               bool zero_size_allowed,
7035                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
7036 {
7037         int err;
7038
7039         /* This is used to refine r0 return value bounds for helpers
7040          * that enforce this value as an upper bound on return values.
7041          * See do_refine_retval_range() for helpers that can refine
7042          * the return value. C type of helper is u32 so we pull register
7043          * bound from umax_value however, if negative verifier errors
7044          * out. Only upper bounds can be learned because retval is an
7045          * int type and negative retvals are allowed.
7046          */
7047         meta->msize_max_value = reg->umax_value;
7048
7049         /* The register is SCALAR_VALUE; the access check
7050          * happens using its boundaries.
7051          */
7052         if (!tnum_is_const(reg->var_off))
7053                 /* For unprivileged variable accesses, disable raw
7054                  * mode so that the program is required to
7055                  * initialize all the memory that the helper could
7056                  * just partially fill up.
7057                  */
7058                 meta = NULL;
7059
7060         if (reg->smin_value < 0) {
7061                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned or 'var &= const'\n",
7062                         regno);
7063                 return -EACCES;
7064         }
7065
7066         if (reg->umin_value == 0) {
7067                 err = check_helper_mem_access(env, regno - 1, 0,
7068                                               zero_size_allowed,
7069                                               meta);
7070                 if (err)
7071                         return err;
7072         }
7073
7074         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_SIZ) {
7075                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
7076                         regno);
7077                 return -EACCES;
7078         }
7079         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1,
7080                                       reg->umax_value,
7081                                       zero_size_allowed, meta);
7082         if (!err)
7083                 err = mark_chain_precision(env, regno);
7084         return err;
7085 }
7086
7087 int check_mem_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
7088                    u32 regno, u32 mem_size)
7089 {
7090         bool may_be_null = type_may_be_null(reg->type);
7091         struct bpf_reg_state saved_reg;
7092         struct bpf_call_arg_meta meta;
7093         int err;
7094
7095         if (register_is_null(reg))
7096                 return 0;
7097
7098         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
7099         /* Assuming that the register contains a value check if the memory
7100          * access is safe. Temporarily save and restore the register's state as
7101          * the conversion shouldn't be visible to a caller.
7102          */
7103         if (may_be_null) {
7104                 saved_reg = *reg;
7105                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
7106         }
7107
7108         err = check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
7109         /* Check access for BPF_WRITE */
7110         meta.raw_mode = true;
7111         err = err ?: check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
7112
7113         if (may_be_null)
7114                 *reg = saved_reg;
7115
7116         return err;
7117 }
7118
7119 static int check_kfunc_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
7120                                     u32 regno)
7121 {
7122         struct bpf_reg_state *mem_reg = &cur_regs(env)[regno - 1];
7123         bool may_be_null = type_may_be_null(mem_reg->type);
7124         struct bpf_reg_state saved_reg;
7125         struct bpf_call_arg_meta meta;
7126         int err;
7127
7128         WARN_ON_ONCE(regno < BPF_REG_2 || regno > BPF_REG_5);
7129
7130         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
7131
7132         if (may_be_null) {
7133                 saved_reg = *mem_reg;
7134                 mark_ptr_not_null_reg(mem_reg);
7135         }
7136
7137         err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
7138         /* Check access for BPF_WRITE */
7139         meta.raw_mode = true;
7140         err = err ?: check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
7141
7142         if (may_be_null)
7143                 *mem_reg = saved_reg;
7144         return err;
7145 }
7146
7147 /* Implementation details:
7148  * bpf_map_lookup returns PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL.
7149  * bpf_obj_new returns PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_MAYBE_NULL.
7150  * Two bpf_map_lookups (even with the same key) will have different reg->id.
7151  * Two separate bpf_obj_new will also have different reg->id.
7152  * For traditional PTR_TO_MAP_VALUE or PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC, the verifier
7153  * clears reg->id after value_or_null->value transition, since the verifier only
7154  * cares about the range of access to valid map value pointer and doesn't care
7155  * about actual address of the map element.
7156  * For maps with 'struct bpf_spin_lock' inside map value the verifier keeps
7157  * reg->id > 0 after value_or_null->value transition. By doing so
7158  * two bpf_map_lookups will be considered two different pointers that
7159  * point to different bpf_spin_locks. Likewise for pointers to allocated objects
7160  * returned from bpf_obj_new.
7161  * The verifier allows taking only one bpf_spin_lock at a time to avoid
7162  * dead-locks.
7163  * Since only one bpf_spin_lock is allowed the checks are simpler than
7164  * reg_is_refcounted() logic. The verifier needs to remember only
7165  * one spin_lock instead of array of acquired_refs.
7166  * cur_state->active_lock remembers which map value element or allocated
7167  * object got locked and clears it after bpf_spin_unlock.
7168  */
7169 static int process_spin_lock(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7170                              bool is_lock)
7171 {
7172         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7173         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
7174         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
7175         u64 val = reg->var_off.value;
7176         struct bpf_map *map = NULL;
7177         struct btf *btf = NULL;
7178         struct btf_record *rec;
7179
7180         if (!is_const) {
7181                 verbose(env,
7182                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_spin_lock has to be at the constant offset\n",
7183                         regno);
7184                 return -EINVAL;
7185         }
7186         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
7187                 map = reg->map_ptr;
7188                 if (!map->btf) {
7189                         verbose(env,
7190                                 "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_spin_lock\n",
7191                                 map->name);
7192                         return -EINVAL;
7193                 }
7194         } else {
7195                 btf = reg->btf;
7196         }
7197
7198         rec = reg_btf_record(reg);
7199         if (!btf_record_has_field(rec, BPF_SPIN_LOCK)) {
7200                 verbose(env, "%s '%s' has no valid bpf_spin_lock\n", map ? "map" : "local",
7201                         map ? map->name : "kptr");
7202                 return -EINVAL;
7203         }
7204         if (rec->spin_lock_off != val + reg->off) {
7205                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_spin_lock' that is at %d\n",
7206                         val + reg->off, rec->spin_lock_off);
7207                 return -EINVAL;
7208         }
7209         if (is_lock) {
7210                 if (cur->active_lock.ptr) {
7211                         verbose(env,
7212                                 "Locking two bpf_spin_locks are not allowed\n");
7213                         return -EINVAL;
7214                 }
7215                 if (map)
7216                         cur->active_lock.ptr = map;
7217                 else
7218                         cur->active_lock.ptr = btf;
7219                 cur->active_lock.id = reg->id;
7220         } else {
7221                 void *ptr;
7222
7223                 if (map)
7224                         ptr = map;
7225                 else
7226                         ptr = btf;
7227
7228                 if (!cur->active_lock.ptr) {
7229                         verbose(env, "bpf_spin_unlock without taking a lock\n");
7230                         return -EINVAL;
7231                 }
7232                 if (cur->active_lock.ptr != ptr ||
7233                     cur->active_lock.id != reg->id) {
7234                         verbose(env, "bpf_spin_unlock of different lock\n");
7235                         return -EINVAL;
7236                 }
7237
7238                 invalidate_non_owning_refs(env);
7239
7240                 cur->active_lock.ptr = NULL;
7241                 cur->active_lock.id = 0;
7242         }
7243         return 0;
7244 }
7245
7246 static int process_timer_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7247                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
7248 {
7249         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7250         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
7251         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
7252         u64 val = reg->var_off.value;
7253
7254         if (!is_const) {
7255                 verbose(env,
7256                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_timer has to be at the constant offset\n",
7257                         regno);
7258                 return -EINVAL;
7259         }
7260         if (!map->btf) {
7261                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_timer\n",
7262                         map->name);
7263                 return -EINVAL;
7264         }
7265         if (!btf_record_has_field(map->record, BPF_TIMER)) {
7266                 verbose(env, "map '%s' has no valid bpf_timer\n", map->name);
7267                 return -EINVAL;
7268         }
7269         if (map->record->timer_off != val + reg->off) {
7270                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_timer' that is at %d\n",
7271                         val + reg->off, map->record->timer_off);
7272                 return -EINVAL;
7273         }
7274         if (meta->map_ptr) {
7275                 verbose(env, "verifier bug. Two map pointers in a timer helper\n");
7276                 return -EFAULT;
7277         }
7278         meta->map_uid = reg->map_uid;
7279         meta->map_ptr = map;
7280         return 0;
7281 }
7282
7283 static int process_kptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7284                              struct bpf_call_arg_meta *meta)
7285 {
7286         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7287         struct bpf_map *map_ptr = reg->map_ptr;
7288         struct btf_field *kptr_field;
7289         u32 kptr_off;
7290
7291         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
7292                 verbose(env,
7293                         "R%d doesn't have constant offset. kptr has to be at the constant offset\n",
7294                         regno);
7295                 return -EINVAL;
7296         }
7297         if (!map_ptr->btf) {
7298                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_kptr_xchg\n",
7299                         map_ptr->name);
7300                 return -EINVAL;
7301         }
7302         if (!btf_record_has_field(map_ptr->record, BPF_KPTR)) {
7303                 verbose(env, "map '%s' has no valid kptr\n", map_ptr->name);
7304                 return -EINVAL;
7305         }
7306
7307         meta->map_ptr = map_ptr;
7308         kptr_off = reg->off + reg->var_off.value;
7309         kptr_field = btf_record_find(map_ptr->record, kptr_off, BPF_KPTR);
7310         if (!kptr_field) {
7311                 verbose(env, "off=%d doesn't point to kptr\n", kptr_off);
7312                 return -EACCES;
7313         }
7314         if (kptr_field->type != BPF_KPTR_REF) {
7315                 verbose(env, "off=%d kptr isn't referenced kptr\n", kptr_off);
7316                 return -EACCES;
7317         }
7318         meta->kptr_field = kptr_field;
7319         return 0;
7320 }
7321
7322 /* There are two register types representing a bpf_dynptr, one is PTR_TO_STACK
7323  * which points to a stack slot, and the other is CONST_PTR_TO_DYNPTR.
7324  *
7325  * In both cases we deal with the first 8 bytes, but need to mark the next 8
7326  * bytes as STACK_DYNPTR in case of PTR_TO_STACK. In case of
7327  * CONST_PTR_TO_DYNPTR, we are guaranteed to get the beginning of the object.
7328  *
7329  * Mutability of bpf_dynptr is at two levels, one is at the level of struct
7330  * bpf_dynptr itself, i.e. whether the helper is receiving a pointer to struct
7331  * bpf_dynptr or pointer to const struct bpf_dynptr. In the former case, it can
7332  * mutate the view of the dynptr and also possibly destroy it. In the latter
7333  * case, it cannot mutate the bpf_dynptr itself but it can still mutate the
7334  * memory that dynptr points to.
7335  *
7336  * The verifier will keep track both levels of mutation (bpf_dynptr's in
7337  * reg->type and the memory's in reg->dynptr.type), but there is no support for
7338  * readonly dynptr view yet, hence only the first case is tracked and checked.
7339  *
7340  * This is consistent with how C applies the const modifier to a struct object,
7341  * where the pointer itself inside bpf_dynptr becomes const but not what it
7342  * points to.
7343  *
7344  * Helpers which do not mutate the bpf_dynptr set MEM_RDONLY in their argument
7345  * type, and declare it as 'const struct bpf_dynptr *' in their prototype.
7346  */
7347 static int process_dynptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno, int insn_idx,
7348                                enum bpf_arg_type arg_type, int clone_ref_obj_id)
7349 {
7350         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7351         int err;
7352
7353         /* MEM_UNINIT and MEM_RDONLY are exclusive, when applied to an
7354          * ARG_PTR_TO_DYNPTR (or ARG_PTR_TO_DYNPTR | DYNPTR_TYPE_*):
7355          */
7356         if ((arg_type & (MEM_UNINIT | MEM_RDONLY)) == (MEM_UNINIT | MEM_RDONLY)) {
7357                 verbose(env, "verifier internal error: misconfigured dynptr helper type flags\n");
7358                 return -EFAULT;
7359         }
7360
7361         /*  MEM_UNINIT - Points to memory that is an appropriate candidate for
7362          *               constructing a mutable bpf_dynptr object.
7363          *
7364          *               Currently, this is only possible with PTR_TO_STACK
7365          *               pointing to a region of at least 16 bytes which doesn't
7366          *               contain an existing bpf_dynptr.
7367          *
7368          *  MEM_RDONLY - Points to a initialized bpf_dynptr that will not be
7369          *               mutated or destroyed. However, the memory it points to
7370          *               may be mutated.
7371          *
7372          *  None       - Points to a initialized dynptr that can be mutated and
7373          *               destroyed, including mutation of the memory it points
7374          *               to.
7375          */
7376         if (arg_type & MEM_UNINIT) {
7377                 int i;
7378
7379                 if (!is_dynptr_reg_valid_uninit(env, reg)) {
7380                         verbose(env, "Dynptr has to be an uninitialized dynptr\n");
7381                         return -EINVAL;
7382                 }
7383
7384                 /* we write BPF_DW bits (8 bytes) at a time */
7385                 for (i = 0; i < BPF_DYNPTR_SIZE; i += 8) {
7386                         err = check_mem_access(env, insn_idx, regno,
7387                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false, false);
7388                         if (err)
7389                                 return err;
7390                 }
7391
7392                 err = mark_stack_slots_dynptr(env, reg, arg_type, insn_idx, clone_ref_obj_id);
7393         } else /* MEM_RDONLY and None case from above */ {
7394                 /* For the reg->type == PTR_TO_STACK case, bpf_dynptr is never const */
7395                 if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR && !(arg_type & MEM_RDONLY)) {
7396                         verbose(env, "cannot pass pointer to const bpf_dynptr, the helper mutates it\n");
7397                         return -EINVAL;
7398                 }
7399
7400                 if (!is_dynptr_reg_valid_init(env, reg)) {
7401                         verbose(env,
7402                                 "Expected an initialized dynptr as arg #%d\n",
7403                                 regno);
7404                         return -EINVAL;
7405                 }
7406
7407                 /* Fold modifiers (in this case, MEM_RDONLY) when checking expected type */
7408                 if (!is_dynptr_type_expected(env, reg, arg_type & ~MEM_RDONLY)) {
7409                         verbose(env,
7410                                 "Expected a dynptr of type %s as arg #%d\n",
7411                                 dynptr_type_str(arg_to_dynptr_type(arg_type)), regno);
7412                         return -EINVAL;
7413                 }
7414
7415                 err = mark_dynptr_read(env, reg);
7416         }
7417         return err;
7418 }
7419
7420 static u32 iter_ref_obj_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg, int spi)
7421 {
7422         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7423
7424         return state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
7425 }
7426
7427 static bool is_iter_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7428 {
7429         return meta->kfunc_flags & (KF_ITER_NEW | KF_ITER_NEXT | KF_ITER_DESTROY);
7430 }
7431
7432 static bool is_iter_new_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7433 {
7434         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_NEW;
7435 }
7436
7437 static bool is_iter_next_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7438 {
7439         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_NEXT;
7440 }
7441
7442 static bool is_iter_destroy_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7443 {
7444         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_DESTROY;
7445 }
7446
7447 static bool is_kfunc_arg_iter(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta, int arg)
7448 {
7449         /* btf_check_iter_kfuncs() guarantees that first argument of any iter
7450          * kfunc is iter state pointer
7451          */
7452         return arg == 0 && is_iter_kfunc(meta);
7453 }
7454
7455 static int process_iter_arg(struct bpf_verifier_env *env, int regno, int insn_idx,
7456                             struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7457 {
7458         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7459         const struct btf_type *t;
7460         const struct btf_param *arg;
7461         int spi, err, i, nr_slots;
7462         u32 btf_id;
7463
7464         /* btf_check_iter_kfuncs() ensures we don't need to validate anything here */
7465         arg = &btf_params(meta->func_proto)[0];
7466         t = btf_type_skip_modifiers(meta->btf, arg->type, NULL);        /* PTR */
7467         t = btf_type_skip_modifiers(meta->btf, t->type, &btf_id);       /* STRUCT */
7468         nr_slots = t->size / BPF_REG_SIZE;
7469
7470         if (is_iter_new_kfunc(meta)) {
7471                 /* bpf_iter_<type>_new() expects pointer to uninit iter state */
7472                 if (!is_iter_reg_valid_uninit(env, reg, nr_slots)) {
7473                         verbose(env, "expected uninitialized iter_%s as arg #%d\n",
7474                                 iter_type_str(meta->btf, btf_id), regno);
7475                         return -EINVAL;
7476                 }
7477
7478                 for (i = 0; i < nr_slots * 8; i += BPF_REG_SIZE) {
7479                         err = check_mem_access(env, insn_idx, regno,
7480                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false, false);
7481                         if (err)
7482                                 return err;
7483                 }
7484
7485                 err = mark_stack_slots_iter(env, reg, insn_idx, meta->btf, btf_id, nr_slots);
7486                 if (err)
7487                         return err;
7488         } else {
7489                 /* iter_next() or iter_destroy() expect initialized iter state*/
7490                 if (!is_iter_reg_valid_init(env, reg, meta->btf, btf_id, nr_slots)) {
7491                         verbose(env, "expected an initialized iter_%s as arg #%d\n",
7492                                 iter_type_str(meta->btf, btf_id), regno);
7493                         return -EINVAL;
7494                 }
7495
7496                 spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
7497                 if (spi < 0)
7498                         return spi;
7499
7500                 err = mark_iter_read(env, reg, spi, nr_slots);
7501                 if (err)
7502                         return err;
7503
7504                 /* remember meta->iter info for process_iter_next_call() */
7505                 meta->iter.spi = spi;
7506                 meta->iter.frameno = reg->frameno;
7507                 meta->ref_obj_id = iter_ref_obj_id(env, reg, spi);
7508
7509                 if (is_iter_destroy_kfunc(meta)) {
7510                         err = unmark_stack_slots_iter(env, reg, nr_slots);
7511                         if (err)
7512                                 return err;
7513                 }
7514         }
7515
7516         return 0;
7517 }
7518
7519 /* process_iter_next_call() is called when verifier gets to iterator's next
7520  * "method" (e.g., bpf_iter_num_next() for numbers iterator) call. We'll refer
7521  * to it as just "iter_next()" in comments below.
7522  *
7523  * BPF verifier relies on a crucial contract for any iter_next()
7524  * implementation: it should *eventually* return NULL, and once that happens
7525  * it should keep returning NULL. That is, once iterator exhausts elements to
7526  * iterate, it should never reset or spuriously return new elements.
7527  *
7528  * With the assumption of such contract, process_iter_next_call() simulates
7529  * a fork in the verifier state to validate loop logic correctness and safety
7530  * without having to simulate infinite amount of iterations.
7531  *
7532  * In current state, we first assume that iter_next() returned NULL and
7533  * iterator state is set to DRAINED (BPF_ITER_STATE_DRAINED). In such
7534  * conditions we should not form an infinite loop and should eventually reach
7535  * exit.
7536  *
7537  * Besides that, we also fork current state and enqueue it for later
7538  * verification. In a forked state we keep iterator state as ACTIVE
7539  * (BPF_ITER_STATE_ACTIVE) and assume non-NULL return from iter_next(). We
7540  * also bump iteration depth to prevent erroneous infinite loop detection
7541  * later on (see iter_active_depths_differ() comment for details). In this
7542  * state we assume that we'll eventually loop back to another iter_next()
7543  * calls (it could be in exactly same location or in some other instruction,
7544  * it doesn't matter, we don't make any unnecessary assumptions about this,
7545  * everything revolves around iterator state in a stack slot, not which
7546  * instruction is calling iter_next()). When that happens, we either will come
7547  * to iter_next() with equivalent state and can conclude that next iteration
7548  * will proceed in exactly the same way as we just verified, so it's safe to
7549  * assume that loop converges. If not, we'll go on another iteration
7550  * simulation with a different input state, until all possible starting states
7551  * are validated or we reach maximum number of instructions limit.
7552  *
7553  * This way, we will either exhaustively discover all possible input states
7554  * that iterator loop can start with and eventually will converge, or we'll
7555  * effectively regress into bounded loop simulation logic and either reach
7556  * maximum number of instructions if loop is not provably convergent, or there
7557  * is some statically known limit on number of iterations (e.g., if there is
7558  * an explicit `if n > 100 then break;` statement somewhere in the loop).
7559  *
7560  * One very subtle but very important aspect is that we *always* simulate NULL
7561  * condition first (as the current state) before we simulate non-NULL case.
7562  * This has to do with intricacies of scalar precision tracking. By simulating
7563  * "exit condition" of iter_next() returning NULL first, we make sure all the
7564  * relevant precision marks *that will be set **after** we exit iterator loop*
7565  * are propagated backwards to common parent state of NULL and non-NULL
7566  * branches. Thanks to that, state equivalence checks done later in forked
7567  * state, when reaching iter_next() for ACTIVE iterator, can assume that
7568  * precision marks are finalized and won't change. Because simulating another
7569  * ACTIVE iterator iteration won't change them (because given same input
7570  * states we'll end up with exactly same output states which we are currently
7571  * comparing; and verification after the loop already propagated back what
7572  * needs to be **additionally** tracked as precise). It's subtle, grok
7573  * precision tracking for more intuitive understanding.
7574  */
7575 static int process_iter_next_call(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
7576                                   struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7577 {
7578         struct bpf_verifier_state *cur_st = env->cur_state, *queued_st;
7579         struct bpf_func_state *cur_fr = cur_st->frame[cur_st->curframe], *queued_fr;
7580         struct bpf_reg_state *cur_iter, *queued_iter;
7581         int iter_frameno = meta->iter.frameno;
7582         int iter_spi = meta->iter.spi;
7583
7584         BTF_TYPE_EMIT(struct bpf_iter);
7585
7586         cur_iter = &env->cur_state->frame[iter_frameno]->stack[iter_spi].spilled_ptr;
7587
7588         if (cur_iter->iter.state != BPF_ITER_STATE_ACTIVE &&
7589             cur_iter->iter.state != BPF_ITER_STATE_DRAINED) {
7590                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected iterator state %d (%s)\n",
7591                         cur_iter->iter.state, iter_state_str(cur_iter->iter.state));
7592                 return -EFAULT;
7593         }
7594
7595         if (cur_iter->iter.state == BPF_ITER_STATE_ACTIVE) {
7596                 /* branch out active iter state */
7597                 queued_st = push_stack(env, insn_idx + 1, insn_idx, false);
7598                 if (!queued_st)
7599                         return -ENOMEM;
7600
7601                 queued_iter = &queued_st->frame[iter_frameno]->stack[iter_spi].spilled_ptr;
7602                 queued_iter->iter.state = BPF_ITER_STATE_ACTIVE;
7603                 queued_iter->iter.depth++;
7604
7605                 queued_fr = queued_st->frame[queued_st->curframe];
7606                 mark_ptr_not_null_reg(&queued_fr->regs[BPF_REG_0]);
7607         }
7608
7609         /* switch to DRAINED state, but keep the depth unchanged */
7610         /* mark current iter state as drained and assume returned NULL */
7611         cur_iter->iter.state = BPF_ITER_STATE_DRAINED;
7612         __mark_reg_const_zero(&cur_fr->regs[BPF_REG_0]);
7613
7614         return 0;
7615 }
7616
7617 static bool arg_type_is_mem_size(enum bpf_arg_type type)
7618 {
7619         return type == ARG_CONST_SIZE ||
7620                type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO;
7621 }
7622
7623 static bool arg_type_is_release(enum bpf_arg_type type)
7624 {
7625         return type & OBJ_RELEASE;
7626 }
7627
7628 static bool arg_type_is_dynptr(enum bpf_arg_type type)
7629 {
7630         return base_type(type) == ARG_PTR_TO_DYNPTR;
7631 }
7632
7633 static int int_ptr_type_to_size(enum bpf_arg_type type)
7634 {
7635         if (type == ARG_PTR_TO_INT)
7636                 return sizeof(u32);
7637         else if (type == ARG_PTR_TO_LONG)
7638                 return sizeof(u64);
7639
7640         return -EINVAL;
7641 }
7642
7643 static int resolve_map_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
7644                                  const struct bpf_call_arg_meta *meta,
7645                                  enum bpf_arg_type *arg_type)
7646 {
7647         if (!meta->map_ptr) {
7648                 /* kernel subsystem misconfigured verifier */
7649                 verbose(env, "invalid map_ptr to access map->type\n");
7650                 return -EACCES;
7651         }
7652
7653         switch (meta->map_ptr->map_type) {
7654         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
7655         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
7656                 if (*arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
7657                         *arg_type = ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON;
7658                 } else {
7659                         verbose(env, "invalid arg_type for sockmap/sockhash\n");
7660                         return -EINVAL;
7661                 }
7662                 break;
7663         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
7664                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_map_peek_elem)
7665                         *arg_type = ARG_PTR_TO_MAP_VALUE;
7666                 break;
7667         default:
7668                 break;
7669         }
7670         return 0;
7671 }
7672
7673 struct bpf_reg_types {
7674         const enum bpf_reg_type types[10];
7675         u32 *btf_id;
7676 };
7677
7678 static const struct bpf_reg_types sock_types = {
7679         .types = {
7680                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
7681                 PTR_TO_SOCKET,
7682                 PTR_TO_TCP_SOCK,
7683                 PTR_TO_XDP_SOCK,
7684         },
7685 };
7686
7687 #ifdef CONFIG_NET
7688 static const struct bpf_reg_types btf_id_sock_common_types = {
7689         .types = {
7690                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
7691                 PTR_TO_SOCKET,
7692                 PTR_TO_TCP_SOCK,
7693                 PTR_TO_XDP_SOCK,
7694                 PTR_TO_BTF_ID,
7695                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
7696         },
7697         .btf_id = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
7698 };
7699 #endif
7700
7701 static const struct bpf_reg_types mem_types = {
7702         .types = {
7703                 PTR_TO_STACK,
7704                 PTR_TO_PACKET,
7705                 PTR_TO_PACKET_META,
7706                 PTR_TO_MAP_KEY,
7707                 PTR_TO_MAP_VALUE,
7708                 PTR_TO_MEM,
7709                 PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF,
7710                 PTR_TO_BUF,
7711                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
7712         },
7713 };
7714
7715 static const struct bpf_reg_types int_ptr_types = {
7716         .types = {
7717                 PTR_TO_STACK,
7718                 PTR_TO_PACKET,
7719                 PTR_TO_PACKET_META,
7720                 PTR_TO_MAP_KEY,
7721                 PTR_TO_MAP_VALUE,
7722         },
7723 };
7724
7725 static const struct bpf_reg_types spin_lock_types = {
7726         .types = {
7727                 PTR_TO_MAP_VALUE,
7728                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC,
7729         }
7730 };
7731
7732 static const struct bpf_reg_types fullsock_types = { .types = { PTR_TO_SOCKET } };
7733 static const struct bpf_reg_types scalar_types = { .types = { SCALAR_VALUE } };
7734 static const struct bpf_reg_types context_types = { .types = { PTR_TO_CTX } };
7735 static const struct bpf_reg_types ringbuf_mem_types = { .types = { PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF } };
7736 static const struct bpf_reg_types const_map_ptr_types = { .types = { CONST_PTR_TO_MAP } };
7737 static const struct bpf_reg_types btf_ptr_types = {
7738         .types = {
7739                 PTR_TO_BTF_ID,
7740                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
7741                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU,
7742         },
7743 };
7744 static const struct bpf_reg_types percpu_btf_ptr_types = {
7745         .types = {
7746                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU,
7747                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | PTR_TRUSTED,
7748         }
7749 };
7750 static const struct bpf_reg_types func_ptr_types = { .types = { PTR_TO_FUNC } };
7751 static const struct bpf_reg_types stack_ptr_types = { .types = { PTR_TO_STACK } };
7752 static const struct bpf_reg_types const_str_ptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
7753 static const struct bpf_reg_types timer_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
7754 static const struct bpf_reg_types kptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
7755 static const struct bpf_reg_types dynptr_types = {
7756         .types = {
7757                 PTR_TO_STACK,
7758                 CONST_PTR_TO_DYNPTR,
7759         }
7760 };
7761
7762 static const struct bpf_reg_types *compatible_reg_types[__BPF_ARG_TYPE_MAX] = {
7763         [ARG_PTR_TO_MAP_KEY]            = &mem_types,
7764         [ARG_PTR_TO_MAP_VALUE]          = &mem_types,
7765         [ARG_CONST_SIZE]                = &scalar_types,
7766         [ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO]        = &scalar_types,
7767         [ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO]  = &scalar_types,
7768         [ARG_CONST_MAP_PTR]             = &const_map_ptr_types,
7769         [ARG_PTR_TO_CTX]                = &context_types,
7770         [ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON]        = &sock_types,
7771 #ifdef CONFIG_NET
7772         [ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON] = &btf_id_sock_common_types,
7773 #endif
7774         [ARG_PTR_TO_SOCKET]             = &fullsock_types,
7775         [ARG_PTR_TO_BTF_ID]             = &btf_ptr_types,
7776         [ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK]          = &spin_lock_types,
7777         [ARG_PTR_TO_MEM]                = &mem_types,
7778         [ARG_PTR_TO_RINGBUF_MEM]        = &ringbuf_mem_types,
7779         [ARG_PTR_TO_INT]                = &int_ptr_types,
7780         [ARG_PTR_TO_LONG]               = &int_ptr_types,
7781         [ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID]      = &percpu_btf_ptr_types,
7782         [ARG_PTR_TO_FUNC]               = &func_ptr_types,
7783         [ARG_PTR_TO_STACK]              = &stack_ptr_types,
7784         [ARG_PTR_TO_CONST_STR]          = &const_str_ptr_types,
7785         [ARG_PTR_TO_TIMER]              = &timer_types,
7786         [ARG_PTR_TO_KPTR]               = &kptr_types,
7787         [ARG_PTR_TO_DYNPTR]             = &dynptr_types,
7788 };
7789
7790 static int check_reg_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
7791                           enum bpf_arg_type arg_type,
7792                           const u32 *arg_btf_id,
7793                           struct bpf_call_arg_meta *meta)
7794 {
7795         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7796         enum bpf_reg_type expected, type = reg->type;
7797         const struct bpf_reg_types *compatible;
7798         int i, j;
7799
7800         compatible = compatible_reg_types[base_type(arg_type)];
7801         if (!compatible) {
7802                 verbose(env, "verifier internal error: unsupported arg type %d\n", arg_type);
7803                 return -EFAULT;
7804         }
7805
7806         /* ARG_PTR_TO_MEM + RDONLY is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + RDONLY,
7807          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM and NOT with PTR_TO_MEM + RDONLY
7808          *
7809          * Same for MAYBE_NULL:
7810          *
7811          * ARG_PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL,
7812          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM but NOT with PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL
7813          *
7814          * ARG_PTR_TO_MEM is compatible with PTR_TO_MEM that is tagged with a dynptr type.
7815          *
7816          * Therefore we fold these flags depending on the arg_type before comparison.
7817          */
7818         if (arg_type & MEM_RDONLY)
7819                 type &= ~MEM_RDONLY;
7820         if (arg_type & PTR_MAYBE_NULL)
7821                 type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
7822         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MEM)
7823                 type &= ~DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK;
7824
7825         if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg && type_is_alloc(type))
7826                 type &= ~MEM_ALLOC;
7827
7828         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(compatible->types); i++) {
7829                 expected = compatible->types[i];
7830                 if (expected == NOT_INIT)
7831                         break;
7832
7833                 if (type == expected)
7834                         goto found;
7835         }
7836
7837         verbose(env, "R%d type=%s expected=", regno, reg_type_str(env, reg->type));
7838         for (j = 0; j + 1 < i; j++)
7839                 verbose(env, "%s, ", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
7840         verbose(env, "%s\n", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
7841         return -EACCES;
7842
7843 found:
7844         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID)
7845                 return 0;
7846
7847         if (compatible == &mem_types) {
7848                 if (!(arg_type & MEM_RDONLY)) {
7849                         verbose(env,
7850                                 "%s() may write into memory pointed by R%d type=%s\n",
7851                                 func_id_name(meta->func_id),
7852                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
7853                         return -EACCES;
7854                 }
7855                 return 0;
7856         }
7857
7858         switch ((int)reg->type) {
7859         case PTR_TO_BTF_ID:
7860         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED:
7861         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU:
7862         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_MAYBE_NULL:
7863         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_MAYBE_NULL | MEM_RCU:
7864         {
7865                 /* For bpf_sk_release, it needs to match against first member
7866                  * 'struct sock_common', hence make an exception for it. This
7867                  * allows bpf_sk_release to work for multiple socket types.
7868                  */
7869                 bool strict_type_match = arg_type_is_release(arg_type) &&
7870                                          meta->func_id != BPF_FUNC_sk_release;
7871
7872                 if (type_may_be_null(reg->type) &&
7873                     (!type_may_be_null(arg_type) || arg_type_is_release(arg_type))) {
7874                         verbose(env, "Possibly NULL pointer passed to helper arg%d\n", regno);
7875                         return -EACCES;
7876                 }
7877
7878                 if (!arg_btf_id) {
7879                         if (!compatible->btf_id) {
7880                                 verbose(env, "verifier internal error: missing arg compatible BTF ID\n");
7881                                 return -EFAULT;
7882                         }
7883                         arg_btf_id = compatible->btf_id;
7884                 }
7885
7886                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
7887                         if (map_kptr_match_type(env, meta->kptr_field, reg, regno))
7888                                 return -EACCES;
7889                 } else {
7890                         if (arg_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
7891                                 verbose(env, "verifier internal error:");
7892                                 verbose(env, "R%d has non-overwritten BPF_PTR_POISON type\n",
7893                                         regno);
7894                                 return -EACCES;
7895                         }
7896
7897                         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
7898                                                   btf_vmlinux, *arg_btf_id,
7899                                                   strict_type_match)) {
7900                                 verbose(env, "R%d is of type %s but %s is expected\n",
7901                                         regno, btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id),
7902                                         btf_type_name(btf_vmlinux, *arg_btf_id));
7903                                 return -EACCES;
7904                         }
7905                 }
7906                 break;
7907         }
7908         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
7909                 if (meta->func_id != BPF_FUNC_spin_lock && meta->func_id != BPF_FUNC_spin_unlock &&
7910                     meta->func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg) {
7911                         verbose(env, "verifier internal error: unimplemented handling of MEM_ALLOC\n");
7912                         return -EFAULT;
7913                 }
7914                 /* Handled by helper specific checks */
7915                 break;
7916         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU:
7917         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | PTR_TRUSTED:
7918                 /* Handled by helper specific checks */
7919                 break;
7920         default:
7921                 verbose(env, "verifier internal error: invalid PTR_TO_BTF_ID register for type match\n");
7922                 return -EFAULT;
7923         }
7924         return 0;
7925 }
7926
7927 static struct btf_field *
7928 reg_find_field_offset(const struct bpf_reg_state *reg, s32 off, u32 fields)
7929 {
7930         struct btf_field *field;
7931         struct btf_record *rec;
7932
7933         rec = reg_btf_record(reg);
7934         if (!rec)
7935                 return NULL;
7936
7937         field = btf_record_find(rec, off, fields);
7938         if (!field)
7939                 return NULL;
7940
7941         return field;
7942 }
7943
7944 int check_func_arg_reg_off(struct bpf_verifier_env *env,
7945                            const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
7946                            enum bpf_arg_type arg_type)
7947 {
7948         u32 type = reg->type;
7949
7950         /* When referenced register is passed to release function, its fixed
7951          * offset must be 0.
7952          *
7953          * We will check arg_type_is_release reg has ref_obj_id when storing
7954          * meta->release_regno.
7955          */
7956         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
7957                 /* ARG_PTR_TO_DYNPTR with OBJ_RELEASE is a bit special, as it
7958                  * may not directly point to the object being released, but to
7959                  * dynptr pointing to such object, which might be at some offset
7960                  * on the stack. In that case, we simply to fallback to the
7961                  * default handling.
7962                  */
7963                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type) && type == PTR_TO_STACK)
7964                         return 0;
7965
7966                 if ((type_is_ptr_alloc_obj(type) || type_is_non_owning_ref(type)) && reg->off) {
7967                         if (reg_find_field_offset(reg, reg->off, BPF_GRAPH_NODE_OR_ROOT))
7968                                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true);
7969
7970                         verbose(env, "R%d must have zero offset when passed to release func\n",
7971                                 regno);
7972                         verbose(env, "No graph node or root found at R%d type:%s off:%d\n", regno,
7973                                 btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id), reg->off);
7974                         return -EINVAL;
7975                 }
7976
7977                 /* Doing check_ptr_off_reg check for the offset will catch this
7978                  * because fixed_off_ok is false, but checking here allows us
7979                  * to give the user a better error message.
7980                  */
7981                 if (reg->off) {
7982                         verbose(env, "R%d must have zero offset when passed to release func or trusted arg to kfunc\n",
7983                                 regno);
7984                         return -EINVAL;
7985                 }
7986                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
7987         }
7988
7989         switch (type) {
7990         /* Pointer types where both fixed and variable offset is explicitly allowed: */
7991         case PTR_TO_STACK:
7992         case PTR_TO_PACKET:
7993         case PTR_TO_PACKET_META:
7994         case PTR_TO_MAP_KEY:
7995         case PTR_TO_MAP_VALUE:
7996         case PTR_TO_MEM:
7997         case PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY:
7998         case PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF:
7999         case PTR_TO_BUF:
8000         case PTR_TO_BUF | MEM_RDONLY:
8001         case SCALAR_VALUE:
8002                 return 0;
8003         /* All the rest must be rejected, except PTR_TO_BTF_ID which allows
8004          * fixed offset.
8005          */
8006         case PTR_TO_BTF_ID:
8007         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
8008         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED:
8009         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU:
8010         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | NON_OWN_REF:
8011                 /* When referenced PTR_TO_BTF_ID is passed to release function,
8012                  * its fixed offset must be 0. In the other cases, fixed offset
8013                  * can be non-zero. This was already checked above. So pass
8014                  * fixed_off_ok as true to allow fixed offset for all other
8015                  * cases. var_off always must be 0 for PTR_TO_BTF_ID, hence we
8016                  * still need to do checks instead of returning.
8017                  */
8018                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true);
8019         default:
8020                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
8021         }
8022 }
8023
8024 static struct bpf_reg_state *get_dynptr_arg_reg(struct bpf_verifier_env *env,
8025                                                 const struct bpf_func_proto *fn,
8026                                                 struct bpf_reg_state *regs)
8027 {
8028         struct bpf_reg_state *state = NULL;
8029         int i;
8030
8031         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++)
8032                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[i])) {
8033                         if (state) {
8034                                 verbose(env, "verifier internal error: multiple dynptr args\n");
8035                                 return NULL;
8036                         }
8037                         state = &regs[BPF_REG_1 + i];
8038                 }
8039
8040         if (!state)
8041                 verbose(env, "verifier internal error: no dynptr arg found\n");
8042
8043         return state;
8044 }
8045
8046 static int dynptr_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
8047 {
8048         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8049         int spi;
8050
8051         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
8052                 return reg->id;
8053         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
8054         if (spi < 0)
8055                 return spi;
8056         return state->stack[spi].spilled_ptr.id;
8057 }
8058
8059 static int dynptr_ref_obj_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
8060 {
8061         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8062         int spi;
8063
8064         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
8065                 return reg->ref_obj_id;
8066         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
8067         if (spi < 0)
8068                 return spi;
8069         return state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
8070 }
8071
8072 static enum bpf_dynptr_type dynptr_get_type(struct bpf_verifier_env *env,
8073                                             struct bpf_reg_state *reg)
8074 {
8075         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8076         int spi;
8077
8078         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
8079                 return reg->dynptr.type;
8080
8081         spi = __get_spi(reg->off);
8082         if (spi < 0) {
8083                 verbose(env, "verifier internal error: invalid spi when querying dynptr type\n");
8084                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
8085         }
8086
8087         return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type;
8088 }
8089
8090 static int check_func_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 arg,
8091                           struct bpf_call_arg_meta *meta,
8092                           const struct bpf_func_proto *fn,
8093                           int insn_idx)
8094 {
8095         u32 regno = BPF_REG_1 + arg;
8096         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
8097         enum bpf_arg_type arg_type = fn->arg_type[arg];
8098         enum bpf_reg_type type = reg->type;
8099         u32 *arg_btf_id = NULL;
8100         int err = 0;
8101
8102         if (arg_type == ARG_DONTCARE)
8103                 return 0;
8104
8105         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
8106         if (err)
8107                 return err;
8108
8109         if (arg_type == ARG_ANYTHING) {
8110                 if (is_pointer_value(env, regno)) {
8111                         verbose(env, "R%d leaks addr into helper function\n",
8112                                 regno);
8113                         return -EACCES;
8114                 }
8115                 return 0;
8116         }
8117
8118         if (type_is_pkt_pointer(type) &&
8119             !may_access_direct_pkt_data(env, meta, BPF_READ)) {
8120                 verbose(env, "helper access to the packet is not allowed\n");
8121                 return -EACCES;
8122         }
8123
8124         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
8125                 err = resolve_map_arg_type(env, meta, &arg_type);
8126                 if (err)
8127                         return err;
8128         }
8129
8130         if (register_is_null(reg) && type_may_be_null(arg_type))
8131                 /* A NULL register has a SCALAR_VALUE type, so skip
8132                  * type checking.
8133                  */
8134                 goto skip_type_check;
8135
8136         /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
8137         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_BTF_ID ||
8138             base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK)
8139                 arg_btf_id = fn->arg_btf_id[arg];
8140
8141         err = check_reg_type(env, regno, arg_type, arg_btf_id, meta);
8142         if (err)
8143                 return err;
8144
8145         err = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
8146         if (err)
8147                 return err;
8148
8149 skip_type_check:
8150         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
8151                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type)) {
8152                         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8153                         int spi;
8154
8155                         /* Only dynptr created on stack can be released, thus
8156                          * the get_spi and stack state checks for spilled_ptr
8157                          * should only be done before process_dynptr_func for
8158                          * PTR_TO_STACK.
8159                          */
8160                         if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
8161                                 spi = dynptr_get_spi(env, reg);
8162                                 if (spi < 0 || !state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id) {
8163                                         verbose(env, "arg %d is an unacquired reference\n", regno);
8164                                         return -EINVAL;
8165                                 }
8166                         } else {
8167                                 verbose(env, "cannot release unowned const bpf_dynptr\n");
8168                                 return -EINVAL;
8169                         }
8170                 } else if (!reg->ref_obj_id && !register_is_null(reg)) {
8171                         verbose(env, "R%d must be referenced when passed to release function\n",
8172                                 regno);
8173                         return -EINVAL;
8174                 }
8175                 if (meta->release_regno) {
8176                         verbose(env, "verifier internal error: more than one release argument\n");
8177                         return -EFAULT;
8178                 }
8179                 meta->release_regno = regno;
8180         }
8181
8182         if (reg->ref_obj_id) {
8183                 if (meta->ref_obj_id) {
8184                         verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
8185                                 regno, reg->ref_obj_id,
8186                                 meta->ref_obj_id);
8187                         return -EFAULT;
8188                 }
8189                 meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
8190         }
8191
8192         switch (base_type(arg_type)) {
8193         case ARG_CONST_MAP_PTR:
8194                 /* bpf_map_xxx(map_ptr) call: remember that map_ptr */
8195                 if (meta->map_ptr) {
8196                         /* Use map_uid (which is unique id of inner map) to reject:
8197                          * inner_map1 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key1)
8198                          * inner_map2 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key2)
8199                          * if (inner_map1 && inner_map2) {
8200                          *     timer = bpf_map_lookup_elem(inner_map1);
8201                          *     if (timer)
8202                          *         // mismatch would have been allowed
8203                          *         bpf_timer_init(timer, inner_map2);
8204                          * }
8205                          *
8206                          * Comparing map_ptr is enough to distinguish normal and outer maps.
8207                          */
8208                         if (meta->map_ptr != reg->map_ptr ||
8209                             meta->map_uid != reg->map_uid) {
8210                                 verbose(env,
8211                                         "timer pointer in R1 map_uid=%d doesn't match map pointer in R2 map_uid=%d\n",
8212                                         meta->map_uid, reg->map_uid);
8213                                 return -EINVAL;
8214                         }
8215                 }
8216                 meta->map_ptr = reg->map_ptr;
8217                 meta->map_uid = reg->map_uid;
8218                 break;
8219         case ARG_PTR_TO_MAP_KEY:
8220                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., key) call:
8221                  * check that [key, key + map->key_size) are within
8222                  * stack limits and initialized
8223                  */
8224                 if (!meta->map_ptr) {
8225                         /* in function declaration map_ptr must come before
8226                          * map_key, so that it's verified and known before
8227                          * we have to check map_key here. Otherwise it means
8228                          * that kernel subsystem misconfigured verifier
8229                          */
8230                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->key\n");
8231                         return -EACCES;
8232                 }
8233                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
8234                                               meta->map_ptr->key_size, false,
8235                                               NULL);
8236                 break;
8237         case ARG_PTR_TO_MAP_VALUE:
8238                 if (type_may_be_null(arg_type) && register_is_null(reg))
8239                         return 0;
8240
8241                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., value) call:
8242                  * check [value, value + map->value_size) validity
8243                  */
8244                 if (!meta->map_ptr) {
8245                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
8246                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->value\n");
8247                         return -EACCES;
8248                 }
8249                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
8250                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
8251                                               meta->map_ptr->value_size, false,
8252                                               meta);
8253                 break;
8254         case ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID:
8255                 if (!reg->btf_id) {
8256                         verbose(env, "Helper has invalid btf_id in R%d\n", regno);
8257                         return -EACCES;
8258                 }
8259                 meta->ret_btf = reg->btf;
8260                 meta->ret_btf_id = reg->btf_id;
8261                 break;
8262         case ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK:
8263                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
8264                         verbose(env, "can't spin_{lock,unlock} in rbtree cb\n");
8265                         return -EACCES;
8266                 }
8267                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_lock) {
8268                         err = process_spin_lock(env, regno, true);
8269                         if (err)
8270                                 return err;
8271                 } else if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_unlock) {
8272                         err = process_spin_lock(env, regno, false);
8273                         if (err)
8274                                 return err;
8275                 } else {
8276                         verbose(env, "verifier internal error\n");
8277                         return -EFAULT;
8278                 }
8279                 break;
8280         case ARG_PTR_TO_TIMER:
8281                 err = process_timer_func(env, regno, meta);
8282                 if (err)
8283                         return err;
8284                 break;
8285         case ARG_PTR_TO_FUNC:
8286                 meta->subprogno = reg->subprogno;
8287                 break;
8288         case ARG_PTR_TO_MEM:
8289                 /* The access to this pointer is only checked when we hit the
8290                  * next is_mem_size argument below.
8291                  */
8292                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
8293                 if (arg_type & MEM_FIXED_SIZE) {
8294                         err = check_helper_mem_access(env, regno,
8295                                                       fn->arg_size[arg], false,
8296                                                       meta);
8297                 }
8298                 break;
8299         case ARG_CONST_SIZE:
8300                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, false, meta);
8301                 break;
8302         case ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO:
8303                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, meta);
8304                 break;
8305         case ARG_PTR_TO_DYNPTR:
8306                 err = process_dynptr_func(env, regno, insn_idx, arg_type, 0);
8307                 if (err)
8308                         return err;
8309                 break;
8310         case ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO:
8311                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8312                         verbose(env, "R%d is not a known constant'\n",
8313                                 regno);
8314                         return -EACCES;
8315                 }
8316                 meta->mem_size = reg->var_off.value;
8317                 err = mark_chain_precision(env, regno);
8318                 if (err)
8319                         return err;
8320                 break;
8321         case ARG_PTR_TO_INT:
8322         case ARG_PTR_TO_LONG:
8323         {
8324                 int size = int_ptr_type_to_size(arg_type);
8325
8326                 err = check_helper_mem_access(env, regno, size, false, meta);
8327                 if (err)
8328                         return err;
8329                 err = check_ptr_alignment(env, reg, 0, size, true);
8330                 break;
8331         }
8332         case ARG_PTR_TO_CONST_STR:
8333         {
8334                 struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
8335                 int map_off;
8336                 u64 map_addr;
8337                 char *str_ptr;
8338
8339                 if (!bpf_map_is_rdonly(map)) {
8340                         verbose(env, "R%d does not point to a readonly map'\n", regno);
8341                         return -EACCES;
8342                 }
8343
8344                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8345                         verbose(env, "R%d is not a constant address'\n", regno);
8346                         return -EACCES;
8347                 }
8348
8349                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
8350                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
8351                         return -EACCES;
8352                 }
8353
8354                 err = check_map_access(env, regno, reg->off,
8355                                        map->value_size - reg->off, false,
8356                                        ACCESS_HELPER);
8357                 if (err)
8358                         return err;
8359
8360                 map_off = reg->off + reg->var_off.value;
8361                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &map_addr, map_off);
8362                 if (err) {
8363                         verbose(env, "direct value access on string failed\n");
8364                         return err;
8365                 }
8366
8367                 str_ptr = (char *)(long)(map_addr);
8368                 if (!strnchr(str_ptr + map_off, map->value_size - map_off, 0)) {
8369                         verbose(env, "string is not zero-terminated\n");
8370                         return -EINVAL;
8371                 }
8372                 break;
8373         }
8374         case ARG_PTR_TO_KPTR:
8375                 err = process_kptr_func(env, regno, meta);
8376                 if (err)
8377                         return err;
8378                 break;
8379         }
8380
8381         return err;
8382 }
8383
8384 static bool may_update_sockmap(struct bpf_verifier_env *env, int func_id)
8385 {
8386         enum bpf_attach_type eatype = env->prog->expected_attach_type;
8387         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
8388
8389         if (func_id != BPF_FUNC_map_update_elem)
8390                 return false;
8391
8392         /* It's not possible to get access to a locked struct sock in these
8393          * contexts, so updating is safe.
8394          */
8395         switch (type) {
8396         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
8397                 if (eatype == BPF_TRACE_ITER)
8398                         return true;
8399                 break;
8400         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
8401         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
8402         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
8403         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
8404         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
8405         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
8406         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
8407                 return true;
8408         default:
8409                 break;
8410         }
8411
8412         verbose(env, "cannot update sockmap in this context\n");
8413         return false;
8414 }
8415
8416 static bool allow_tail_call_in_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
8417 {
8418         return env->prog->jit_requested &&
8419                bpf_jit_supports_subprog_tailcalls();
8420 }
8421
8422 static int check_map_func_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
8423                                         struct bpf_map *map, int func_id)
8424 {
8425         if (!map)
8426                 return 0;
8427
8428         /* We need a two way check, first is from map perspective ... */
8429         switch (map->map_type) {
8430         case BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY:
8431                 if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
8432                         goto error;
8433                 break;
8434         case BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY:
8435                 if (func_id != BPF_FUNC_perf_event_read &&
8436                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_output &&
8437                     func_id != BPF_FUNC_skb_output &&
8438                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_read_value &&
8439                     func_id != BPF_FUNC_xdp_output)
8440                         goto error;
8441                 break;
8442         case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
8443                 if (func_id != BPF_FUNC_ringbuf_output &&
8444                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve &&
8445                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_query &&
8446                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr &&
8447                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr &&
8448                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr)
8449                         goto error;
8450                 break;
8451         case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
8452                 if (func_id != BPF_FUNC_user_ringbuf_drain)
8453                         goto error;
8454                 break;
8455         case BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE:
8456                 if (func_id != BPF_FUNC_get_stackid)
8457                         goto error;
8458                 break;
8459         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY:
8460                 if (func_id != BPF_FUNC_skb_under_cgroup &&
8461                     func_id != BPF_FUNC_current_task_under_cgroup)
8462                         goto error;
8463                 break;
8464         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE:
8465         case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE:
8466                 if (func_id != BPF_FUNC_get_local_storage)
8467                         goto error;
8468                 break;
8469         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP:
8470         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH:
8471                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
8472                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8473                         goto error;
8474                 break;
8475         /* Restrict bpf side of cpumap and xskmap, open when use-cases
8476          * appear.
8477          */
8478         case BPF_MAP_TYPE_CPUMAP:
8479                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
8480                         goto error;
8481                 break;
8482         case BPF_MAP_TYPE_XSKMAP:
8483                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
8484                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8485                         goto error;
8486                 break;
8487         case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
8488         case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
8489                 if (func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8490                         goto error;
8491                 break;
8492         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
8493                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_map &&
8494                     func_id != BPF_FUNC_sock_map_update &&
8495                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
8496                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_map &&
8497                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
8498                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
8499                     !may_update_sockmap(env, func_id))
8500                         goto error;
8501                 break;
8502         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
8503                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_hash &&
8504                     func_id != BPF_FUNC_sock_hash_update &&
8505                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
8506                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_hash &&
8507                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
8508                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
8509                     !may_update_sockmap(env, func_id))
8510                         goto error;
8511                 break;
8512         case BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY:
8513                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport)
8514                         goto error;
8515                 break;
8516         case BPF_MAP_TYPE_QUEUE:
8517         case BPF_MAP_TYPE_STACK:
8518                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
8519                     func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
8520                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
8521                         goto error;
8522                 break;
8523         case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
8524                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_storage_get &&
8525                     func_id != BPF_FUNC_sk_storage_delete &&
8526                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8527                         goto error;
8528                 break;
8529         case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
8530                 if (func_id != BPF_FUNC_inode_storage_get &&
8531                     func_id != BPF_FUNC_inode_storage_delete &&
8532                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8533                         goto error;
8534                 break;
8535         case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
8536                 if (func_id != BPF_FUNC_task_storage_get &&
8537                     func_id != BPF_FUNC_task_storage_delete &&
8538                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8539                         goto error;
8540                 break;
8541         case BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE:
8542                 if (func_id != BPF_FUNC_cgrp_storage_get &&
8543                     func_id != BPF_FUNC_cgrp_storage_delete &&
8544                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8545                         goto error;
8546                 break;
8547         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
8548                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
8549                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
8550                         goto error;
8551                 break;
8552         default:
8553                 break;
8554         }
8555
8556         /* ... and second from the function itself. */
8557         switch (func_id) {
8558         case BPF_FUNC_tail_call:
8559                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
8560                         goto error;
8561                 if (env->subprog_cnt > 1 && !allow_tail_call_in_subprogs(env)) {
8562                         verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
8563                         return -EINVAL;
8564                 }
8565                 break;
8566         case BPF_FUNC_perf_event_read:
8567         case BPF_FUNC_perf_event_output:
8568         case BPF_FUNC_perf_event_read_value:
8569         case BPF_FUNC_skb_output:
8570         case BPF_FUNC_xdp_output:
8571                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY)
8572                         goto error;
8573                 break;
8574         case BPF_FUNC_ringbuf_output:
8575         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve:
8576         case BPF_FUNC_ringbuf_query:
8577         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr:
8578         case BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr:
8579         case BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr:
8580                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_RINGBUF)
8581                         goto error;
8582                 break;
8583         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
8584                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF)
8585                         goto error;
8586                 break;
8587         case BPF_FUNC_get_stackid:
8588                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE)
8589                         goto error;
8590                 break;
8591         case BPF_FUNC_current_task_under_cgroup:
8592         case BPF_FUNC_skb_under_cgroup:
8593                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY)
8594                         goto error;
8595                 break;
8596         case BPF_FUNC_redirect_map:
8597                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP &&
8598                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH &&
8599                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CPUMAP &&
8600                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_XSKMAP)
8601                         goto error;
8602                 break;
8603         case BPF_FUNC_sk_redirect_map:
8604         case BPF_FUNC_msg_redirect_map:
8605         case BPF_FUNC_sock_map_update:
8606                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP)
8607                         goto error;
8608                 break;
8609         case BPF_FUNC_sk_redirect_hash:
8610         case BPF_FUNC_msg_redirect_hash:
8611         case BPF_FUNC_sock_hash_update:
8612                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
8613                         goto error;
8614                 break;
8615         case BPF_FUNC_get_local_storage:
8616                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE &&
8617                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE)
8618                         goto error;
8619                 break;
8620         case BPF_FUNC_sk_select_reuseport:
8621                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY &&
8622                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP &&
8623                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
8624                         goto error;
8625                 break;
8626         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
8627                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
8628                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK)
8629                         goto error;
8630                 break;
8631         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
8632         case BPF_FUNC_map_push_elem:
8633                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
8634                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK &&
8635                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER)
8636                         goto error;
8637                 break;
8638         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
8639                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY &&
8640                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
8641                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH)
8642                         goto error;
8643                 break;
8644         case BPF_FUNC_sk_storage_get:
8645         case BPF_FUNC_sk_storage_delete:
8646                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE)
8647                         goto error;
8648                 break;
8649         case BPF_FUNC_inode_storage_get:
8650         case BPF_FUNC_inode_storage_delete:
8651                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE)
8652                         goto error;
8653                 break;
8654         case BPF_FUNC_task_storage_get:
8655         case BPF_FUNC_task_storage_delete:
8656                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE)
8657                         goto error;
8658                 break;
8659         case BPF_FUNC_cgrp_storage_get:
8660         case BPF_FUNC_cgrp_storage_delete:
8661                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE)
8662                         goto error;
8663                 break;
8664         default:
8665                 break;
8666         }
8667
8668         return 0;
8669 error:
8670         verbose(env, "cannot pass map_type %d into func %s#%d\n",
8671                 map->map_type, func_id_name(func_id), func_id);
8672         return -EINVAL;
8673 }
8674
8675 static bool check_raw_mode_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
8676 {
8677         int count = 0;
8678
8679         if (fn->arg1_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8680                 count++;
8681         if (fn->arg2_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8682                 count++;
8683         if (fn->arg3_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8684                 count++;
8685         if (fn->arg4_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8686                 count++;
8687         if (fn->arg5_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8688                 count++;
8689
8690         /* We only support one arg being in raw mode at the moment,
8691          * which is sufficient for the helper functions we have
8692          * right now.
8693          */
8694         return count <= 1;
8695 }
8696
8697 static bool check_args_pair_invalid(const struct bpf_func_proto *fn, int arg)
8698 {
8699         bool is_fixed = fn->arg_type[arg] & MEM_FIXED_SIZE;
8700         bool has_size = fn->arg_size[arg] != 0;
8701         bool is_next_size = false;
8702
8703         if (arg + 1 < ARRAY_SIZE(fn->arg_type))
8704                 is_next_size = arg_type_is_mem_size(fn->arg_type[arg + 1]);
8705
8706         if (base_type(fn->arg_type[arg]) != ARG_PTR_TO_MEM)
8707                 return is_next_size;
8708
8709         return has_size == is_next_size || is_next_size == is_fixed;
8710 }
8711
8712 static bool check_arg_pair_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
8713 {
8714         /* bpf_xxx(..., buf, len) call will access 'len'
8715          * bytes from memory 'buf'. Both arg types need
8716          * to be paired, so make sure there's no buggy
8717          * helper function specification.
8718          */
8719         if (arg_type_is_mem_size(fn->arg1_type) ||
8720             check_args_pair_invalid(fn, 0) ||
8721             check_args_pair_invalid(fn, 1) ||
8722             check_args_pair_invalid(fn, 2) ||
8723             check_args_pair_invalid(fn, 3) ||
8724             check_args_pair_invalid(fn, 4))
8725                 return false;
8726
8727         return true;
8728 }
8729
8730 static bool check_btf_id_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
8731 {
8732         int i;
8733
8734         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fn->arg_type); i++) {
8735                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_BTF_ID)
8736                         return !!fn->arg_btf_id[i];
8737                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK)
8738                         return fn->arg_btf_id[i] == BPF_PTR_POISON;
8739                 if (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_BTF_ID && fn->arg_btf_id[i] &&
8740                     /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
8741                     (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_MEM ||
8742                      !(fn->arg_type[i] & MEM_FIXED_SIZE)))
8743                         return false;
8744         }
8745
8746         return true;
8747 }
8748
8749 static int check_func_proto(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
8750 {
8751         return check_raw_mode_ok(fn) &&
8752                check_arg_pair_ok(fn) &&
8753                check_btf_id_ok(fn) ? 0 : -EINVAL;
8754 }
8755
8756 /* Packet data might have moved, any old PTR_TO_PACKET[_META,_END]
8757  * are now invalid, so turn them into unknown SCALAR_VALUE.
8758  *
8759  * This also applies to dynptr slices belonging to skb and xdp dynptrs,
8760  * since these slices point to packet data.
8761  */
8762 static void clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env)
8763 {
8764         struct bpf_func_state *state;
8765         struct bpf_reg_state *reg;
8766
8767         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
8768                 if (reg_is_pkt_pointer_any(reg) || reg_is_dynptr_slice_pkt(reg))
8769                         mark_reg_invalid(env, reg);
8770         }));
8771 }
8772
8773 enum {
8774         AT_PKT_END = -1,
8775         BEYOND_PKT_END = -2,
8776 };
8777
8778 static void mark_pkt_end(struct bpf_verifier_state *vstate, int regn, bool range_open)
8779 {
8780         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
8781         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regn];
8782
8783         if (reg->type != PTR_TO_PACKET)
8784                 /* PTR_TO_PACKET_META is not supported yet */
8785                 return;
8786
8787         /* The 'reg' is pkt > pkt_end or pkt >= pkt_end.
8788          * How far beyond pkt_end it goes is unknown.
8789          * if (!range_open) it's the case of pkt >= pkt_end
8790          * if (range_open) it's the case of pkt > pkt_end
8791          * hence this pointer is at least 1 byte bigger than pkt_end
8792          */
8793         if (range_open)
8794                 reg->range = BEYOND_PKT_END;
8795         else
8796                 reg->range = AT_PKT_END;
8797 }
8798
8799 /* The pointer with the specified id has released its reference to kernel
8800  * resources. Identify all copies of the same pointer and clear the reference.
8801  */
8802 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env,
8803                              int ref_obj_id)
8804 {
8805         struct bpf_func_state *state;
8806         struct bpf_reg_state *reg;
8807         int err;
8808
8809         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
8810         if (err)
8811                 return err;
8812
8813         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
8814                 if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id)
8815                         mark_reg_invalid(env, reg);
8816         }));
8817
8818         return 0;
8819 }
8820
8821 static void invalidate_non_owning_refs(struct bpf_verifier_env *env)
8822 {
8823         struct bpf_func_state *unused;
8824         struct bpf_reg_state *reg;
8825
8826         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, unused, reg, ({
8827                 if (type_is_non_owning_ref(reg->type))
8828                         mark_reg_invalid(env, reg);
8829         }));
8830 }
8831
8832 static void clear_caller_saved_regs(struct bpf_verifier_env *env,
8833                                     struct bpf_reg_state *regs)
8834 {
8835         int i;
8836
8837         /* after the call registers r0 - r5 were scratched */
8838         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
8839                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
8840                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
8841         }
8842 }
8843
8844 typedef int (*set_callee_state_fn)(struct bpf_verifier_env *env,
8845                                    struct bpf_func_state *caller,
8846                                    struct bpf_func_state *callee,
8847                                    int insn_idx);
8848
8849 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
8850                             struct bpf_func_state *caller,
8851                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx);
8852
8853 static int __check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
8854                              int *insn_idx, int subprog,
8855                              set_callee_state_fn set_callee_state_cb)
8856 {
8857         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
8858         struct bpf_func_state *caller, *callee;
8859         int err;
8860
8861         if (state->curframe + 1 >= MAX_CALL_FRAMES) {
8862                 verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep\n",
8863                         state->curframe + 2);
8864                 return -E2BIG;
8865         }
8866
8867         caller = state->frame[state->curframe];
8868         if (state->frame[state->curframe + 1]) {
8869                 verbose(env, "verifier bug. Frame %d already allocated\n",
8870                         state->curframe + 1);
8871                 return -EFAULT;
8872         }
8873
8874         err = btf_check_subprog_call(env, subprog, caller->regs);
8875         if (err == -EFAULT)
8876                 return err;
8877         if (subprog_is_global(env, subprog)) {
8878                 if (err) {
8879                         verbose(env, "Caller passes invalid args into func#%d\n",
8880                                 subprog);
8881                         return err;
8882                 } else {
8883                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
8884                                 verbose(env,
8885                                         "Func#%d is global and valid. Skipping.\n",
8886                                         subprog);
8887                         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
8888
8889                         /* All global functions return a 64-bit SCALAR_VALUE */
8890                         mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
8891                         caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
8892
8893                         /* continue with next insn after call */
8894                         return 0;
8895                 }
8896         }
8897
8898         /* set_callee_state is used for direct subprog calls, but we are
8899          * interested in validating only BPF helpers that can call subprogs as
8900          * callbacks
8901          */
8902         if (set_callee_state_cb != set_callee_state) {
8903                 if (bpf_pseudo_kfunc_call(insn) &&
8904                     !is_callback_calling_kfunc(insn->imm)) {
8905                         verbose(env, "verifier bug: kfunc %s#%d not marked as callback-calling\n",
8906                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
8907                         return -EFAULT;
8908                 } else if (!bpf_pseudo_kfunc_call(insn) &&
8909                            !is_callback_calling_function(insn->imm)) { /* helper */
8910                         verbose(env, "verifier bug: helper %s#%d not marked as callback-calling\n",
8911                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
8912                         return -EFAULT;
8913                 }
8914         }
8915
8916         if (insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
8917             insn->src_reg == 0 &&
8918             insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
8919                 struct bpf_verifier_state *async_cb;
8920
8921                 /* there is no real recursion here. timer callbacks are async */
8922                 env->subprog_info[subprog].is_async_cb = true;
8923                 async_cb = push_async_cb(env, env->subprog_info[subprog].start,
8924                                          *insn_idx, subprog);
8925                 if (!async_cb)
8926                         return -EFAULT;
8927                 callee = async_cb->frame[0];
8928                 callee->async_entry_cnt = caller->async_entry_cnt + 1;
8929
8930                 /* Convert bpf_timer_set_callback() args into timer callback args */
8931                 err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
8932                 if (err)
8933                         return err;
8934
8935                 clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
8936                 mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
8937                 caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
8938                 /* continue with next insn after call */
8939                 return 0;
8940         }
8941
8942         callee = kzalloc(sizeof(*callee), GFP_KERNEL);
8943         if (!callee)
8944                 return -ENOMEM;
8945         state->frame[state->curframe + 1] = callee;
8946
8947         /* callee cannot access r0, r6 - r9 for reading and has to write
8948          * into its own stack before reading from it.
8949          * callee can read/write into caller's stack
8950          */
8951         init_func_state(env, callee,
8952                         /* remember the callsite, it will be used by bpf_exit */
8953                         *insn_idx /* callsite */,
8954                         state->curframe + 1 /* frameno within this callchain */,
8955                         subprog /* subprog number within this prog */);
8956
8957         /* Transfer references to the callee */
8958         err = copy_reference_state(callee, caller);
8959         if (err)
8960                 goto err_out;
8961
8962         err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
8963         if (err)
8964                 goto err_out;
8965
8966         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
8967
8968         /* only increment it after check_reg_arg() finished */
8969         state->curframe++;
8970
8971         /* and go analyze first insn of the callee */
8972         *insn_idx = env->subprog_info[subprog].start - 1;
8973
8974         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
8975                 verbose(env, "caller:\n");
8976                 print_verifier_state(env, caller, true);
8977                 verbose(env, "callee:\n");
8978                 print_verifier_state(env, callee, true);
8979         }
8980         return 0;
8981
8982 err_out:
8983         free_func_state(callee);
8984         state->frame[state->curframe + 1] = NULL;
8985         return err;
8986 }
8987
8988 int map_set_for_each_callback_args(struct bpf_verifier_env *env,
8989                                    struct bpf_func_state *caller,
8990                                    struct bpf_func_state *callee)
8991 {
8992         /* bpf_for_each_map_elem(struct bpf_map *map, void *callback_fn,
8993          *      void *callback_ctx, u64 flags);
8994          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
8995          *      void *callback_ctx);
8996          */
8997         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
8998
8999         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
9000         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
9001         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
9002
9003         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
9004         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
9005         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
9006
9007         /* pointer to stack or null */
9008         callee->regs[BPF_REG_4] = caller->regs[BPF_REG_3];
9009
9010         /* unused */
9011         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9012         return 0;
9013 }
9014
9015 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
9016                             struct bpf_func_state *caller,
9017                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx)
9018 {
9019         int i;
9020
9021         /* copy r1 - r5 args that callee can access.  The copy includes parent
9022          * pointers, which connects us up to the liveness chain
9023          */
9024         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
9025                 callee->regs[i] = caller->regs[i];
9026         return 0;
9027 }
9028
9029 static int check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
9030                            int *insn_idx)
9031 {
9032         int subprog, target_insn;
9033
9034         target_insn = *insn_idx + insn->imm + 1;
9035         subprog = find_subprog(env, target_insn);
9036         if (subprog < 0) {
9037                 verbose(env, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
9038                         target_insn);
9039                 return -EFAULT;
9040         }
9041
9042         return __check_func_call(env, insn, insn_idx, subprog, set_callee_state);
9043 }
9044
9045 static int set_map_elem_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9046                                        struct bpf_func_state *caller,
9047                                        struct bpf_func_state *callee,
9048                                        int insn_idx)
9049 {
9050         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
9051         struct bpf_map *map;
9052         int err;
9053
9054         if (bpf_map_ptr_poisoned(insn_aux)) {
9055                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
9056                 return -EINVAL;
9057         }
9058
9059         map = BPF_MAP_PTR(insn_aux->map_ptr_state);
9060         if (!map->ops->map_set_for_each_callback_args ||
9061             !map->ops->map_for_each_callback) {
9062                 verbose(env, "callback function not allowed for map\n");
9063                 return -ENOTSUPP;
9064         }
9065
9066         err = map->ops->map_set_for_each_callback_args(env, caller, callee);
9067         if (err)
9068                 return err;
9069
9070         callee->in_callback_fn = true;
9071         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9072         return 0;
9073 }
9074
9075 static int set_loop_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9076                                    struct bpf_func_state *caller,
9077                                    struct bpf_func_state *callee,
9078                                    int insn_idx)
9079 {
9080         /* bpf_loop(u32 nr_loops, void *callback_fn, void *callback_ctx,
9081          *          u64 flags);
9082          * callback_fn(u32 index, void *callback_ctx);
9083          */
9084         callee->regs[BPF_REG_1].type = SCALAR_VALUE;
9085         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
9086
9087         /* unused */
9088         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
9089         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9090         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9091
9092         callee->in_callback_fn = true;
9093         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9094         return 0;
9095 }
9096
9097 static int set_timer_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9098                                     struct bpf_func_state *caller,
9099                                     struct bpf_func_state *callee,
9100                                     int insn_idx)
9101 {
9102         struct bpf_map *map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
9103
9104         /* bpf_timer_set_callback(struct bpf_timer *timer, void *callback_fn);
9105          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value);
9106          */
9107         callee->regs[BPF_REG_1].type = CONST_PTR_TO_MAP;
9108         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_1]);
9109         callee->regs[BPF_REG_1].map_ptr = map_ptr;
9110
9111         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
9112         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
9113         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = map_ptr;
9114
9115         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
9116         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
9117         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = map_ptr;
9118
9119         /* unused */
9120         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9121         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9122         callee->in_async_callback_fn = true;
9123         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9124         return 0;
9125 }
9126
9127 static int set_find_vma_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9128                                        struct bpf_func_state *caller,
9129                                        struct bpf_func_state *callee,
9130                                        int insn_idx)
9131 {
9132         /* bpf_find_vma(struct task_struct *task, u64 addr,
9133          *               void *callback_fn, void *callback_ctx, u64 flags)
9134          * (callback_fn)(struct task_struct *task,
9135          *               struct vm_area_struct *vma, void *callback_ctx);
9136          */
9137         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
9138
9139         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_BTF_ID;
9140         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
9141         callee->regs[BPF_REG_2].btf =  btf_vmlinux;
9142         callee->regs[BPF_REG_2].btf_id = btf_tracing_ids[BTF_TRACING_TYPE_VMA],
9143
9144         /* pointer to stack or null */
9145         callee->regs[BPF_REG_3] = caller->regs[BPF_REG_4];
9146
9147         /* unused */
9148         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9149         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9150         callee->in_callback_fn = true;
9151         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9152         return 0;
9153 }
9154
9155 static int set_user_ringbuf_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9156                                            struct bpf_func_state *caller,
9157                                            struct bpf_func_state *callee,
9158                                            int insn_idx)
9159 {
9160         /* bpf_user_ringbuf_drain(struct bpf_map *map, void *callback_fn, void
9161          *                        callback_ctx, u64 flags);
9162          * callback_fn(const struct bpf_dynptr_t* dynptr, void *callback_ctx);
9163          */
9164         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_0]);
9165         mark_dynptr_cb_reg(env, &callee->regs[BPF_REG_1], BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL);
9166         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
9167
9168         /* unused */
9169         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
9170         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9171         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9172
9173         callee->in_callback_fn = true;
9174         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9175         return 0;
9176 }
9177
9178 static int set_rbtree_add_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9179                                          struct bpf_func_state *caller,
9180                                          struct bpf_func_state *callee,
9181                                          int insn_idx)
9182 {
9183         /* void bpf_rbtree_add_impl(struct bpf_rb_root *root, struct bpf_rb_node *node,
9184          *                     bool (less)(struct bpf_rb_node *a, const struct bpf_rb_node *b));
9185          *
9186          * 'struct bpf_rb_node *node' arg to bpf_rbtree_add_impl is the same PTR_TO_BTF_ID w/ offset
9187          * that 'less' callback args will be receiving. However, 'node' arg was release_reference'd
9188          * by this point, so look at 'root'
9189          */
9190         struct btf_field *field;
9191
9192         field = reg_find_field_offset(&caller->regs[BPF_REG_1], caller->regs[BPF_REG_1].off,
9193                                       BPF_RB_ROOT);
9194         if (!field || !field->graph_root.value_btf_id)
9195                 return -EFAULT;
9196
9197         mark_reg_graph_node(callee->regs, BPF_REG_1, &field->graph_root);
9198         ref_set_non_owning(env, &callee->regs[BPF_REG_1]);
9199         mark_reg_graph_node(callee->regs, BPF_REG_2, &field->graph_root);
9200         ref_set_non_owning(env, &callee->regs[BPF_REG_2]);
9201
9202         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
9203         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9204         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9205         callee->in_callback_fn = true;
9206         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9207         return 0;
9208 }
9209
9210 static bool is_rbtree_lock_required_kfunc(u32 btf_id);
9211
9212 /* Are we currently verifying the callback for a rbtree helper that must
9213  * be called with lock held? If so, no need to complain about unreleased
9214  * lock
9215  */
9216 static bool in_rbtree_lock_required_cb(struct bpf_verifier_env *env)
9217 {
9218         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
9219         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
9220         struct bpf_func_state *callee;
9221         int kfunc_btf_id;
9222
9223         if (!state->curframe)
9224                 return false;
9225
9226         callee = state->frame[state->curframe];
9227
9228         if (!callee->in_callback_fn)
9229                 return false;
9230
9231         kfunc_btf_id = insn[callee->callsite].imm;
9232         return is_rbtree_lock_required_kfunc(kfunc_btf_id);
9233 }
9234
9235 static int prepare_func_exit(struct bpf_verifier_env *env, int *insn_idx)
9236 {
9237         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
9238         struct bpf_func_state *caller, *callee;
9239         struct bpf_reg_state *r0;
9240         int err;
9241
9242         callee = state->frame[state->curframe];
9243         r0 = &callee->regs[BPF_REG_0];
9244         if (r0->type == PTR_TO_STACK) {
9245                 /* technically it's ok to return caller's stack pointer
9246                  * (or caller's caller's pointer) back to the caller,
9247                  * since these pointers are valid. Only current stack
9248                  * pointer will be invalid as soon as function exits,
9249                  * but let's be conservative
9250                  */
9251                 verbose(env, "cannot return stack pointer to the caller\n");
9252                 return -EINVAL;
9253         }
9254
9255         caller = state->frame[state->curframe - 1];
9256         if (callee->in_callback_fn) {
9257                 /* enforce R0 return value range [0, 1]. */
9258                 struct tnum range = callee->callback_ret_range;
9259
9260                 if (r0->type != SCALAR_VALUE) {
9261                         verbose(env, "R0 not a scalar value\n");
9262                         return -EACCES;
9263                 }
9264                 if (!tnum_in(range, r0->var_off)) {
9265                         verbose_invalid_scalar(env, r0, &range, "callback return", "R0");
9266                         return -EINVAL;
9267                 }
9268         } else {
9269                 /* return to the caller whatever r0 had in the callee */
9270                 caller->regs[BPF_REG_0] = *r0;
9271         }
9272
9273         /* callback_fn frame should have released its own additions to parent's
9274          * reference state at this point, or check_reference_leak would
9275          * complain, hence it must be the same as the caller. There is no need
9276          * to copy it back.
9277          */
9278         if (!callee->in_callback_fn) {
9279                 /* Transfer references to the caller */
9280                 err = copy_reference_state(caller, callee);
9281                 if (err)
9282                         return err;
9283         }
9284
9285         *insn_idx = callee->callsite + 1;
9286         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
9287                 verbose(env, "returning from callee:\n");
9288                 print_verifier_state(env, callee, true);
9289                 verbose(env, "to caller at %d:\n", *insn_idx);
9290                 print_verifier_state(env, caller, true);
9291         }
9292         /* clear everything in the callee */
9293         free_func_state(callee);
9294         state->frame[state->curframe--] = NULL;
9295         return 0;
9296 }
9297
9298 static void do_refine_retval_range(struct bpf_reg_state *regs, int ret_type,
9299                                    int func_id,
9300                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
9301 {
9302         struct bpf_reg_state *ret_reg = &regs[BPF_REG_0];
9303
9304         if (ret_type != RET_INTEGER)
9305                 return;
9306
9307         switch (func_id) {
9308         case BPF_FUNC_get_stack:
9309         case BPF_FUNC_get_task_stack:
9310         case BPF_FUNC_probe_read_str:
9311         case BPF_FUNC_probe_read_kernel_str:
9312         case BPF_FUNC_probe_read_user_str:
9313                 ret_reg->smax_value = meta->msize_max_value;
9314                 ret_reg->s32_max_value = meta->msize_max_value;
9315                 ret_reg->smin_value = -MAX_ERRNO;
9316                 ret_reg->s32_min_value = -MAX_ERRNO;
9317                 reg_bounds_sync(ret_reg);
9318                 break;
9319         case BPF_FUNC_get_smp_processor_id:
9320                 ret_reg->umax_value = nr_cpu_ids - 1;
9321                 ret_reg->u32_max_value = nr_cpu_ids - 1;
9322                 ret_reg->smax_value = nr_cpu_ids - 1;
9323                 ret_reg->s32_max_value = nr_cpu_ids - 1;
9324                 ret_reg->umin_value = 0;
9325                 ret_reg->u32_min_value = 0;
9326                 ret_reg->smin_value = 0;
9327                 ret_reg->s32_min_value = 0;
9328                 reg_bounds_sync(ret_reg);
9329                 break;
9330         }
9331 }
9332
9333 static int
9334 record_func_map(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
9335                 int func_id, int insn_idx)
9336 {
9337         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
9338         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
9339
9340         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call &&
9341             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
9342             func_id != BPF_FUNC_map_update_elem &&
9343             func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
9344             func_id != BPF_FUNC_map_push_elem &&
9345             func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
9346             func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
9347             func_id != BPF_FUNC_for_each_map_elem &&
9348             func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
9349             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)
9350                 return 0;
9351
9352         if (map == NULL) {
9353                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
9354                 return -EINVAL;
9355         }
9356
9357         /* In case of read-only, some additional restrictions
9358          * need to be applied in order to prevent altering the
9359          * state of the map from program side.
9360          */
9361         if ((map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
9362             (func_id == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
9363              func_id == BPF_FUNC_map_update_elem ||
9364              func_id == BPF_FUNC_map_push_elem ||
9365              func_id == BPF_FUNC_map_pop_elem)) {
9366                 verbose(env, "write into map forbidden\n");
9367                 return -EACCES;
9368         }
9369
9370         if (!BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state))
9371                 bpf_map_ptr_store(aux, meta->map_ptr,
9372                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
9373         else if (BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) != meta->map_ptr)
9374                 bpf_map_ptr_store(aux, BPF_MAP_PTR_POISON,
9375                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
9376         return 0;
9377 }
9378
9379 static int
9380 record_func_key(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
9381                 int func_id, int insn_idx)
9382 {
9383         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
9384         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg;
9385         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
9386         u64 val, max;
9387         int err;
9388
9389         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
9390                 return 0;
9391         if (!map || map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY) {
9392                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
9393                 return -EINVAL;
9394         }
9395
9396         reg = &regs[BPF_REG_3];
9397         val = reg->var_off.value;
9398         max = map->max_entries;
9399
9400         if (!(register_is_const(reg) && val < max)) {
9401                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
9402                 return 0;
9403         }
9404
9405         err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_3);
9406         if (err)
9407                 return err;
9408         if (bpf_map_key_unseen(aux))
9409                 bpf_map_key_store(aux, val);
9410         else if (!bpf_map_key_poisoned(aux) &&
9411                   bpf_map_key_immediate(aux) != val)
9412                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
9413         return 0;
9414 }
9415
9416 static int check_reference_leak(struct bpf_verifier_env *env)
9417 {
9418         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
9419         bool refs_lingering = false;
9420         int i;
9421
9422         if (state->frameno && !state->in_callback_fn)
9423                 return 0;
9424
9425         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
9426                 if (state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
9427                         continue;
9428                 verbose(env, "Unreleased reference id=%d alloc_insn=%d\n",
9429                         state->refs[i].id, state->refs[i].insn_idx);
9430                 refs_lingering = true;
9431         }
9432         return refs_lingering ? -EINVAL : 0;
9433 }
9434
9435 static int check_bpf_snprintf_call(struct bpf_verifier_env *env,
9436                                    struct bpf_reg_state *regs)
9437 {
9438         struct bpf_reg_state *fmt_reg = &regs[BPF_REG_3];
9439         struct bpf_reg_state *data_len_reg = &regs[BPF_REG_5];
9440         struct bpf_map *fmt_map = fmt_reg->map_ptr;
9441         struct bpf_bprintf_data data = {};
9442         int err, fmt_map_off, num_args;
9443         u64 fmt_addr;
9444         char *fmt;
9445
9446         /* data must be an array of u64 */
9447         if (data_len_reg->var_off.value % 8)
9448                 return -EINVAL;
9449         num_args = data_len_reg->var_off.value / 8;
9450
9451         /* fmt being ARG_PTR_TO_CONST_STR guarantees that var_off is const
9452          * and map_direct_value_addr is set.
9453          */
9454         fmt_map_off = fmt_reg->off + fmt_reg->var_off.value;
9455         err = fmt_map->ops->map_direct_value_addr(fmt_map, &fmt_addr,
9456                                                   fmt_map_off);
9457         if (err) {
9458                 verbose(env, "verifier bug\n");
9459                 return -EFAULT;
9460         }
9461         fmt = (char *)(long)fmt_addr + fmt_map_off;
9462
9463         /* We are also guaranteed that fmt+fmt_map_off is NULL terminated, we
9464          * can focus on validating the format specifiers.
9465          */
9466         err = bpf_bprintf_prepare(fmt, UINT_MAX, NULL, num_args, &data);
9467         if (err < 0)
9468                 verbose(env, "Invalid format string\n");
9469
9470         return err;
9471 }
9472
9473 static int check_get_func_ip(struct bpf_verifier_env *env)
9474 {
9475         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
9476         int func_id = BPF_FUNC_get_func_ip;
9477
9478         if (type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
9479                 if (!bpf_prog_has_trampoline(env->prog)) {
9480                         verbose(env, "func %s#%d supported only for fentry/fexit/fmod_ret programs\n",
9481                                 func_id_name(func_id), func_id);
9482                         return -ENOTSUPP;
9483                 }
9484                 return 0;
9485         } else if (type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE) {
9486                 return 0;
9487         }
9488
9489         verbose(env, "func %s#%d not supported for program type %d\n",
9490                 func_id_name(func_id), func_id, type);
9491         return -ENOTSUPP;
9492 }
9493
9494 static struct bpf_insn_aux_data *cur_aux(struct bpf_verifier_env *env)
9495 {
9496         return &env->insn_aux_data[env->insn_idx];
9497 }
9498
9499 static bool loop_flag_is_zero(struct bpf_verifier_env *env)
9500 {
9501         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
9502         struct bpf_reg_state *reg = &regs[BPF_REG_4];
9503         bool reg_is_null = register_is_null(reg);
9504
9505         if (reg_is_null)
9506                 mark_chain_precision(env, BPF_REG_4);
9507
9508         return reg_is_null;
9509 }
9510
9511 static void update_loop_inline_state(struct bpf_verifier_env *env, u32 subprogno)
9512 {
9513         struct bpf_loop_inline_state *state = &cur_aux(env)->loop_inline_state;
9514
9515         if (!state->initialized) {
9516                 state->initialized = 1;
9517                 state->fit_for_inline = loop_flag_is_zero(env);
9518                 state->callback_subprogno = subprogno;
9519                 return;
9520         }
9521
9522         if (!state->fit_for_inline)
9523                 return;
9524
9525         state->fit_for_inline = (loop_flag_is_zero(env) &&
9526                                  state->callback_subprogno == subprogno);
9527 }
9528
9529 static int check_helper_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
9530                              int *insn_idx_p)
9531 {
9532         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
9533         const struct bpf_func_proto *fn = NULL;
9534         enum bpf_return_type ret_type;
9535         enum bpf_type_flag ret_flag;
9536         struct bpf_reg_state *regs;
9537         struct bpf_call_arg_meta meta;
9538         int insn_idx = *insn_idx_p;
9539         bool changes_data;
9540         int i, err, func_id;
9541
9542         /* find function prototype */
9543         func_id = insn->imm;
9544         if (func_id < 0 || func_id >= __BPF_FUNC_MAX_ID) {
9545                 verbose(env, "invalid func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
9546                         func_id);
9547                 return -EINVAL;
9548         }
9549
9550         if (env->ops->get_func_proto)
9551                 fn = env->ops->get_func_proto(func_id, env->prog);
9552         if (!fn) {
9553                 verbose(env, "unknown func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
9554                         func_id);
9555                 return -EINVAL;
9556         }
9557
9558         /* eBPF programs must be GPL compatible to use GPL-ed functions */
9559         if (!env->prog->gpl_compatible && fn->gpl_only) {
9560                 verbose(env, "cannot call GPL-restricted function from non-GPL compatible program\n");
9561                 return -EINVAL;
9562         }
9563
9564         if (fn->allowed && !fn->allowed(env->prog)) {
9565                 verbose(env, "helper call is not allowed in probe\n");
9566                 return -EINVAL;
9567         }
9568
9569         if (!env->prog->aux->sleepable && fn->might_sleep) {
9570                 verbose(env, "helper call might sleep in a non-sleepable prog\n");
9571                 return -EINVAL;
9572         }
9573
9574         /* With LD_ABS/IND some JITs save/restore skb from r1. */
9575         changes_data = bpf_helper_changes_pkt_data(fn->func);
9576         if (changes_data && fn->arg1_type != ARG_PTR_TO_CTX) {
9577                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d: r1 != ctx\n",
9578                         func_id_name(func_id), func_id);
9579                 return -EINVAL;
9580         }
9581
9582         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
9583         meta.pkt_access = fn->pkt_access;
9584
9585         err = check_func_proto(fn, func_id);
9586         if (err) {
9587                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
9588                         func_id_name(func_id), func_id);
9589                 return err;
9590         }
9591
9592         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
9593                 if (fn->might_sleep) {
9594                         verbose(env, "sleepable helper %s#%d in rcu_read_lock region\n",
9595                                 func_id_name(func_id), func_id);
9596                         return -EINVAL;
9597                 }
9598
9599                 if (env->prog->aux->sleepable && is_storage_get_function(func_id))
9600                         env->insn_aux_data[insn_idx].storage_get_func_atomic = true;
9601         }
9602
9603         meta.func_id = func_id;
9604         /* check args */
9605         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++) {
9606                 err = check_func_arg(env, i, &meta, fn, insn_idx);
9607                 if (err)
9608                         return err;
9609         }
9610
9611         err = record_func_map(env, &meta, func_id, insn_idx);
9612         if (err)
9613                 return err;
9614
9615         err = record_func_key(env, &meta, func_id, insn_idx);
9616         if (err)
9617                 return err;
9618
9619         /* Mark slots with STACK_MISC in case of raw mode, stack offset
9620          * is inferred from register state.
9621          */
9622         for (i = 0; i < meta.access_size; i++) {
9623                 err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.regno, i, BPF_B,
9624                                        BPF_WRITE, -1, false, false);
9625                 if (err)
9626                         return err;
9627         }
9628
9629         regs = cur_regs(env);
9630
9631         if (meta.release_regno) {
9632                 err = -EINVAL;
9633                 /* This can only be set for PTR_TO_STACK, as CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot
9634                  * be released by any dynptr helper. Hence, unmark_stack_slots_dynptr
9635                  * is safe to do directly.
9636                  */
9637                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[meta.release_regno - BPF_REG_1])) {
9638                         if (regs[meta.release_regno].type == CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
9639                                 verbose(env, "verifier internal error: CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot be released\n");
9640                                 return -EFAULT;
9641                         }
9642                         err = unmark_stack_slots_dynptr(env, &regs[meta.release_regno]);
9643                 } else if (meta.ref_obj_id) {
9644                         err = release_reference(env, meta.ref_obj_id);
9645                 } else if (register_is_null(&regs[meta.release_regno])) {
9646                         /* meta.ref_obj_id can only be 0 if register that is meant to be
9647                          * released is NULL, which must be > R0.
9648                          */
9649                         err = 0;
9650                 }
9651                 if (err) {
9652                         verbose(env, "func %s#%d reference has not been acquired before\n",
9653                                 func_id_name(func_id), func_id);
9654                         return err;
9655                 }
9656         }
9657
9658         switch (func_id) {
9659         case BPF_FUNC_tail_call:
9660                 err = check_reference_leak(env);
9661                 if (err) {
9662                         verbose(env, "tail_call would lead to reference leak\n");
9663                         return err;
9664                 }
9665                 break;
9666         case BPF_FUNC_get_local_storage:
9667                 /* check that flags argument in get_local_storage(map, flags) is 0,
9668                  * this is required because get_local_storage() can't return an error.
9669                  */
9670                 if (!register_is_null(&regs[BPF_REG_2])) {
9671                         verbose(env, "get_local_storage() doesn't support non-zero flags\n");
9672                         return -EINVAL;
9673                 }
9674                 break;
9675         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
9676                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9677                                         set_map_elem_callback_state);
9678                 break;
9679         case BPF_FUNC_timer_set_callback:
9680                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9681                                         set_timer_callback_state);
9682                 break;
9683         case BPF_FUNC_find_vma:
9684                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9685                                         set_find_vma_callback_state);
9686                 break;
9687         case BPF_FUNC_snprintf:
9688                 err = check_bpf_snprintf_call(env, regs);
9689                 break;
9690         case BPF_FUNC_loop:
9691                 update_loop_inline_state(env, meta.subprogno);
9692                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9693                                         set_loop_callback_state);
9694                 break;
9695         case BPF_FUNC_dynptr_from_mem:
9696                 if (regs[BPF_REG_1].type != PTR_TO_MAP_VALUE) {
9697                         verbose(env, "Unsupported reg type %s for bpf_dynptr_from_mem data\n",
9698                                 reg_type_str(env, regs[BPF_REG_1].type));
9699                         return -EACCES;
9700                 }
9701                 break;
9702         case BPF_FUNC_set_retval:
9703                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
9704                     env->prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP) {
9705                         if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
9706                                 /* Make sure programs that attach to void
9707                                  * hooks don't try to modify return value.
9708                                  */
9709                                 verbose(env, "BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
9710                                 return -EINVAL;
9711                         }
9712                 }
9713                 break;
9714         case BPF_FUNC_dynptr_data:
9715         {
9716                 struct bpf_reg_state *reg;
9717                 int id, ref_obj_id;
9718
9719                 reg = get_dynptr_arg_reg(env, fn, regs);
9720                 if (!reg)
9721                         return -EFAULT;
9722
9723
9724                 if (meta.dynptr_id) {
9725                         verbose(env, "verifier internal error: meta.dynptr_id already set\n");
9726                         return -EFAULT;
9727                 }
9728                 if (meta.ref_obj_id) {
9729                         verbose(env, "verifier internal error: meta.ref_obj_id already set\n");
9730                         return -EFAULT;
9731                 }
9732
9733                 id = dynptr_id(env, reg);
9734                 if (id < 0) {
9735                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr id\n");
9736                         return id;
9737                 }
9738
9739                 ref_obj_id = dynptr_ref_obj_id(env, reg);
9740                 if (ref_obj_id < 0) {
9741                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr ref_obj_id\n");
9742                         return ref_obj_id;
9743                 }
9744
9745                 meta.dynptr_id = id;
9746                 meta.ref_obj_id = ref_obj_id;
9747
9748                 break;
9749         }
9750         case BPF_FUNC_dynptr_write:
9751         {
9752                 enum bpf_dynptr_type dynptr_type;
9753                 struct bpf_reg_state *reg;
9754
9755                 reg = get_dynptr_arg_reg(env, fn, regs);
9756                 if (!reg)
9757                         return -EFAULT;
9758
9759                 dynptr_type = dynptr_get_type(env, reg);
9760                 if (dynptr_type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
9761                         return -EFAULT;
9762
9763                 if (dynptr_type == BPF_DYNPTR_TYPE_SKB)
9764                         /* this will trigger clear_all_pkt_pointers(), which will
9765                          * invalidate all dynptr slices associated with the skb
9766                          */
9767                         changes_data = true;
9768
9769                 break;
9770         }
9771         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
9772                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9773                                         set_user_ringbuf_callback_state);
9774                 break;
9775         }
9776
9777         if (err)
9778                 return err;
9779
9780         /* reset caller saved regs */
9781         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
9782                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
9783                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
9784         }
9785
9786         /* helper call returns 64-bit value. */
9787         regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
9788
9789         /* update return register (already marked as written above) */
9790         ret_type = fn->ret_type;
9791         ret_flag = type_flag(ret_type);
9792
9793         switch (base_type(ret_type)) {
9794         case RET_INTEGER:
9795                 /* sets type to SCALAR_VALUE */
9796                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
9797                 break;
9798         case RET_VOID:
9799                 regs[BPF_REG_0].type = NOT_INIT;
9800                 break;
9801         case RET_PTR_TO_MAP_VALUE:
9802                 /* There is no offset yet applied, variable or fixed */
9803                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9804                 /* remember map_ptr, so that check_map_access()
9805                  * can check 'value_size' boundary of memory access
9806                  * to map element returned from bpf_map_lookup_elem()
9807                  */
9808                 if (meta.map_ptr == NULL) {
9809                         verbose(env,
9810                                 "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
9811                         return -EINVAL;
9812                 }
9813                 regs[BPF_REG_0].map_ptr = meta.map_ptr;
9814                 regs[BPF_REG_0].map_uid = meta.map_uid;
9815                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE | ret_flag;
9816                 if (!type_may_be_null(ret_type) &&
9817                     btf_record_has_field(meta.map_ptr->record, BPF_SPIN_LOCK)) {
9818                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
9819                 }
9820                 break;
9821         case RET_PTR_TO_SOCKET:
9822                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9823                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCKET | ret_flag;
9824                 break;
9825         case RET_PTR_TO_SOCK_COMMON:
9826                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9827                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCK_COMMON | ret_flag;
9828                 break;
9829         case RET_PTR_TO_TCP_SOCK:
9830                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9831                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_TCP_SOCK | ret_flag;
9832                 break;
9833         case RET_PTR_TO_MEM:
9834                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9835                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
9836                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.mem_size;
9837                 break;
9838         case RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID:
9839         {
9840                 const struct btf_type *t;
9841
9842                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9843                 t = btf_type_skip_modifiers(meta.ret_btf, meta.ret_btf_id, NULL);
9844                 if (!btf_type_is_struct(t)) {
9845                         u32 tsize;
9846                         const struct btf_type *ret;
9847                         const char *tname;
9848
9849                         /* resolve the type size of ksym. */
9850                         ret = btf_resolve_size(meta.ret_btf, t, &tsize);
9851                         if (IS_ERR(ret)) {
9852                                 tname = btf_name_by_offset(meta.ret_btf, t->name_off);
9853                                 verbose(env, "unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
9854                                         tname, PTR_ERR(ret));
9855                                 return -EINVAL;
9856                         }
9857                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
9858                         regs[BPF_REG_0].mem_size = tsize;
9859                 } else {
9860                         /* MEM_RDONLY may be carried from ret_flag, but it
9861                          * doesn't apply on PTR_TO_BTF_ID. Fold it, otherwise
9862                          * it will confuse the check of PTR_TO_BTF_ID in
9863                          * check_mem_access().
9864                          */
9865                         ret_flag &= ~MEM_RDONLY;
9866
9867                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
9868                         regs[BPF_REG_0].btf = meta.ret_btf;
9869                         regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
9870                 }
9871                 break;
9872         }
9873         case RET_PTR_TO_BTF_ID:
9874         {
9875                 struct btf *ret_btf;
9876                 int ret_btf_id;
9877
9878                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9879                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
9880                 if (func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
9881                         ret_btf = meta.kptr_field->kptr.btf;
9882                         ret_btf_id = meta.kptr_field->kptr.btf_id;
9883                         if (!btf_is_kernel(ret_btf))
9884                                 regs[BPF_REG_0].type |= MEM_ALLOC;
9885                 } else {
9886                         if (fn->ret_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
9887                                 verbose(env, "verifier internal error:");
9888                                 verbose(env, "func %s has non-overwritten BPF_PTR_POISON return type\n",
9889                                         func_id_name(func_id));
9890                                 return -EINVAL;
9891                         }
9892                         ret_btf = btf_vmlinux;
9893                         ret_btf_id = *fn->ret_btf_id;
9894                 }
9895                 if (ret_btf_id == 0) {
9896                         verbose(env, "invalid return type %u of func %s#%d\n",
9897                                 base_type(ret_type), func_id_name(func_id),
9898                                 func_id);
9899                         return -EINVAL;
9900                 }
9901                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
9902                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
9903                 break;
9904         }
9905         default:
9906                 verbose(env, "unknown return type %u of func %s#%d\n",
9907                         base_type(ret_type), func_id_name(func_id), func_id);
9908                 return -EINVAL;
9909         }
9910
9911         if (type_may_be_null(regs[BPF_REG_0].type))
9912                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
9913
9914         if (helper_multiple_ref_obj_use(func_id, meta.map_ptr)) {
9915                 verbose(env, "verifier internal error: func %s#%d sets ref_obj_id more than once\n",
9916                         func_id_name(func_id), func_id);
9917                 return -EFAULT;
9918         }
9919
9920         if (is_dynptr_ref_function(func_id))
9921                 regs[BPF_REG_0].dynptr_id = meta.dynptr_id;
9922
9923         if (is_ptr_cast_function(func_id) || is_dynptr_ref_function(func_id)) {
9924                 /* For release_reference() */
9925                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
9926         } else if (is_acquire_function(func_id, meta.map_ptr)) {
9927                 int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
9928
9929                 if (id < 0)
9930                         return id;
9931                 /* For mark_ptr_or_null_reg() */
9932                 regs[BPF_REG_0].id = id;
9933                 /* For release_reference() */
9934                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
9935         }
9936
9937         do_refine_retval_range(regs, fn->ret_type, func_id, &meta);
9938
9939         err = check_map_func_compatibility(env, meta.map_ptr, func_id);
9940         if (err)
9941                 return err;
9942
9943         if ((func_id == BPF_FUNC_get_stack ||
9944              func_id == BPF_FUNC_get_task_stack) &&
9945             !env->prog->has_callchain_buf) {
9946                 const char *err_str;
9947
9948 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
9949                 err = get_callchain_buffers(sysctl_perf_event_max_stack);
9950                 err_str = "cannot get callchain buffer for func %s#%d\n";
9951 #else
9952                 err = -ENOTSUPP;
9953                 err_str = "func %s#%d not supported without CONFIG_PERF_EVENTS\n";
9954 #endif
9955                 if (err) {
9956                         verbose(env, err_str, func_id_name(func_id), func_id);
9957                         return err;
9958                 }
9959
9960                 env->prog->has_callchain_buf = true;
9961         }
9962
9963         if (func_id == BPF_FUNC_get_stackid || func_id == BPF_FUNC_get_stack)
9964                 env->prog->call_get_stack = true;
9965
9966         if (func_id == BPF_FUNC_get_func_ip) {
9967                 if (check_get_func_ip(env))
9968                         return -ENOTSUPP;
9969                 env->prog->call_get_func_ip = true;
9970         }
9971
9972         if (changes_data)
9973                 clear_all_pkt_pointers(env);
9974         return 0;
9975 }
9976
9977 /* mark_btf_func_reg_size() is used when the reg size is determined by
9978  * the BTF func_proto's return value size and argument.
9979  */
9980 static void mark_btf_func_reg_size(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
9981                                    size_t reg_size)
9982 {
9983         struct bpf_reg_state *reg = &cur_regs(env)[regno];
9984
9985         if (regno == BPF_REG_0) {
9986                 /* Function return value */
9987                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
9988                 reg->subreg_def = reg_size == sizeof(u64) ?
9989                         DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
9990         } else {
9991                 /* Function argument */
9992                 if (reg_size == sizeof(u64)) {
9993                         mark_insn_zext(env, reg);
9994                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
9995                 } else {
9996                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ32);
9997                 }
9998         }
9999 }
10000
10001 static bool is_kfunc_acquire(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10002 {
10003         return meta->kfunc_flags & KF_ACQUIRE;
10004 }
10005
10006 static bool is_kfunc_release(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10007 {
10008         return meta->kfunc_flags & KF_RELEASE;
10009 }
10010
10011 static bool is_kfunc_trusted_args(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10012 {
10013         return (meta->kfunc_flags & KF_TRUSTED_ARGS) || is_kfunc_release(meta);
10014 }
10015
10016 static bool is_kfunc_sleepable(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10017 {
10018         return meta->kfunc_flags & KF_SLEEPABLE;
10019 }
10020
10021 static bool is_kfunc_destructive(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10022 {
10023         return meta->kfunc_flags & KF_DESTRUCTIVE;
10024 }
10025
10026 static bool is_kfunc_rcu(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10027 {
10028         return meta->kfunc_flags & KF_RCU;
10029 }
10030
10031 static bool __kfunc_param_match_suffix(const struct btf *btf,
10032                                        const struct btf_param *arg,
10033                                        const char *suffix)
10034 {
10035         int suffix_len = strlen(suffix), len;
10036         const char *param_name;
10037
10038         /* In the future, this can be ported to use BTF tagging */
10039         param_name = btf_name_by_offset(btf, arg->name_off);
10040         if (str_is_empty(param_name))
10041                 return false;
10042         len = strlen(param_name);
10043         if (len < suffix_len)
10044                 return false;
10045         param_name += len - suffix_len;
10046         return !strncmp(param_name, suffix, suffix_len);
10047 }
10048
10049 static bool is_kfunc_arg_mem_size(const struct btf *btf,
10050                                   const struct btf_param *arg,
10051                                   const struct bpf_reg_state *reg)
10052 {
10053         const struct btf_type *t;
10054
10055         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
10056         if (!btf_type_is_scalar(t) || reg->type != SCALAR_VALUE)
10057                 return false;
10058
10059         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__sz");
10060 }
10061
10062 static bool is_kfunc_arg_const_mem_size(const struct btf *btf,
10063                                         const struct btf_param *arg,
10064                                         const struct bpf_reg_state *reg)
10065 {
10066         const struct btf_type *t;
10067
10068         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
10069         if (!btf_type_is_scalar(t) || reg->type != SCALAR_VALUE)
10070                 return false;
10071
10072         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__szk");
10073 }
10074
10075 static bool is_kfunc_arg_optional(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10076 {
10077         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__opt");
10078 }
10079
10080 static bool is_kfunc_arg_constant(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10081 {
10082         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__k");
10083 }
10084
10085 static bool is_kfunc_arg_ignore(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10086 {
10087         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__ign");
10088 }
10089
10090 static bool is_kfunc_arg_alloc_obj(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10091 {
10092         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__alloc");
10093 }
10094
10095 static bool is_kfunc_arg_uninit(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10096 {
10097         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__uninit");
10098 }
10099
10100 static bool is_kfunc_arg_refcounted_kptr(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10101 {
10102         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__refcounted_kptr");
10103 }
10104
10105 static bool is_kfunc_arg_scalar_with_name(const struct btf *btf,
10106                                           const struct btf_param *arg,
10107                                           const char *name)
10108 {
10109         int len, target_len = strlen(name);
10110         const char *param_name;
10111
10112         param_name = btf_name_by_offset(btf, arg->name_off);
10113         if (str_is_empty(param_name))
10114                 return false;
10115         len = strlen(param_name);
10116         if (len != target_len)
10117                 return false;
10118         if (strcmp(param_name, name))
10119                 return false;
10120
10121         return true;
10122 }
10123
10124 enum {
10125         KF_ARG_DYNPTR_ID,
10126         KF_ARG_LIST_HEAD_ID,
10127         KF_ARG_LIST_NODE_ID,
10128         KF_ARG_RB_ROOT_ID,
10129         KF_ARG_RB_NODE_ID,
10130 };
10131
10132 BTF_ID_LIST(kf_arg_btf_ids)
10133 BTF_ID(struct, bpf_dynptr_kern)
10134 BTF_ID(struct, bpf_list_head)
10135 BTF_ID(struct, bpf_list_node)
10136 BTF_ID(struct, bpf_rb_root)
10137 BTF_ID(struct, bpf_rb_node)
10138
10139 static bool __is_kfunc_ptr_arg_type(const struct btf *btf,
10140                                     const struct btf_param *arg, int type)
10141 {
10142         const struct btf_type *t;
10143         u32 res_id;
10144
10145         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
10146         if (!t)
10147                 return false;
10148         if (!btf_type_is_ptr(t))
10149                 return false;
10150         t = btf_type_skip_modifiers(btf, t->type, &res_id);
10151         if (!t)
10152                 return false;
10153         return btf_types_are_same(btf, res_id, btf_vmlinux, kf_arg_btf_ids[type]);
10154 }
10155
10156 static bool is_kfunc_arg_dynptr(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10157 {
10158         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_DYNPTR_ID);
10159 }
10160
10161 static bool is_kfunc_arg_list_head(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10162 {
10163         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_LIST_HEAD_ID);
10164 }
10165
10166 static bool is_kfunc_arg_list_node(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10167 {
10168         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_LIST_NODE_ID);
10169 }
10170
10171 static bool is_kfunc_arg_rbtree_root(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10172 {
10173         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_RB_ROOT_ID);
10174 }
10175
10176 static bool is_kfunc_arg_rbtree_node(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10177 {
10178         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_RB_NODE_ID);
10179 }
10180
10181 static bool is_kfunc_arg_callback(struct bpf_verifier_env *env, const struct btf *btf,
10182                                   const struct btf_param *arg)
10183 {
10184         const struct btf_type *t;
10185
10186         t = btf_type_resolve_func_ptr(btf, arg->type, NULL);
10187         if (!t)
10188                 return false;
10189
10190         return true;
10191 }
10192
10193 /* Returns true if struct is composed of scalars, 4 levels of nesting allowed */
10194 static bool __btf_type_is_scalar_struct(struct bpf_verifier_env *env,
10195                                         const struct btf *btf,
10196                                         const struct btf_type *t, int rec)
10197 {
10198         const struct btf_type *member_type;
10199         const struct btf_member *member;
10200         u32 i;
10201
10202         if (!btf_type_is_struct(t))
10203                 return false;
10204
10205         for_each_member(i, t, member) {
10206                 const struct btf_array *array;
10207
10208                 member_type = btf_type_skip_modifiers(btf, member->type, NULL);
10209                 if (btf_type_is_struct(member_type)) {
10210                         if (rec >= 3) {
10211                                 verbose(env, "max struct nesting depth exceeded\n");
10212                                 return false;
10213                         }
10214                         if (!__btf_type_is_scalar_struct(env, btf, member_type, rec + 1))
10215                                 return false;
10216                         continue;
10217                 }
10218                 if (btf_type_is_array(member_type)) {
10219                         array = btf_array(member_type);
10220                         if (!array->nelems)
10221                                 return false;
10222                         member_type = btf_type_skip_modifiers(btf, array->type, NULL);
10223                         if (!btf_type_is_scalar(member_type))
10224                                 return false;
10225                         continue;
10226                 }
10227                 if (!btf_type_is_scalar(member_type))
10228                         return false;
10229         }
10230         return true;
10231 }
10232
10233 enum kfunc_ptr_arg_type {
10234         KF_ARG_PTR_TO_CTX,
10235         KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID,    /* Allocated object */
10236         KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR, /* Refcounted local kptr */
10237         KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR,
10238         KF_ARG_PTR_TO_ITER,
10239         KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD,
10240         KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE,
10241         KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID,          /* Also covers reg2btf_ids conversions */
10242         KF_ARG_PTR_TO_MEM,
10243         KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE,        /* Size derived from next argument, skip it */
10244         KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK,
10245         KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT,
10246         KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE,
10247 };
10248
10249 enum special_kfunc_type {
10250         KF_bpf_obj_new_impl,
10251         KF_bpf_obj_drop_impl,
10252         KF_bpf_refcount_acquire_impl,
10253         KF_bpf_list_push_front_impl,
10254         KF_bpf_list_push_back_impl,
10255         KF_bpf_list_pop_front,
10256         KF_bpf_list_pop_back,
10257         KF_bpf_cast_to_kern_ctx,
10258         KF_bpf_rdonly_cast,
10259         KF_bpf_rcu_read_lock,
10260         KF_bpf_rcu_read_unlock,
10261         KF_bpf_rbtree_remove,
10262         KF_bpf_rbtree_add_impl,
10263         KF_bpf_rbtree_first,
10264         KF_bpf_dynptr_from_skb,
10265         KF_bpf_dynptr_from_xdp,
10266         KF_bpf_dynptr_slice,
10267         KF_bpf_dynptr_slice_rdwr,
10268         KF_bpf_dynptr_clone,
10269 };
10270
10271 BTF_SET_START(special_kfunc_set)
10272 BTF_ID(func, bpf_obj_new_impl)
10273 BTF_ID(func, bpf_obj_drop_impl)
10274 BTF_ID(func, bpf_refcount_acquire_impl)
10275 BTF_ID(func, bpf_list_push_front_impl)
10276 BTF_ID(func, bpf_list_push_back_impl)
10277 BTF_ID(func, bpf_list_pop_front)
10278 BTF_ID(func, bpf_list_pop_back)
10279 BTF_ID(func, bpf_cast_to_kern_ctx)
10280 BTF_ID(func, bpf_rdonly_cast)
10281 BTF_ID(func, bpf_rbtree_remove)
10282 BTF_ID(func, bpf_rbtree_add_impl)
10283 BTF_ID(func, bpf_rbtree_first)
10284 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_skb)
10285 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_xdp)
10286 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice)
10287 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice_rdwr)
10288 BTF_ID(func, bpf_dynptr_clone)
10289 BTF_SET_END(special_kfunc_set)
10290
10291 BTF_ID_LIST(special_kfunc_list)
10292 BTF_ID(func, bpf_obj_new_impl)
10293 BTF_ID(func, bpf_obj_drop_impl)
10294 BTF_ID(func, bpf_refcount_acquire_impl)
10295 BTF_ID(func, bpf_list_push_front_impl)
10296 BTF_ID(func, bpf_list_push_back_impl)
10297 BTF_ID(func, bpf_list_pop_front)
10298 BTF_ID(func, bpf_list_pop_back)
10299 BTF_ID(func, bpf_cast_to_kern_ctx)
10300 BTF_ID(func, bpf_rdonly_cast)
10301 BTF_ID(func, bpf_rcu_read_lock)
10302 BTF_ID(func, bpf_rcu_read_unlock)
10303 BTF_ID(func, bpf_rbtree_remove)
10304 BTF_ID(func, bpf_rbtree_add_impl)
10305 BTF_ID(func, bpf_rbtree_first)
10306 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_skb)
10307 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_xdp)
10308 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice)
10309 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice_rdwr)
10310 BTF_ID(func, bpf_dynptr_clone)
10311
10312 static bool is_kfunc_ret_null(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10313 {
10314         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl] &&
10315             meta->arg_owning_ref) {
10316                 return false;
10317         }
10318
10319         return meta->kfunc_flags & KF_RET_NULL;
10320 }
10321
10322 static bool is_kfunc_bpf_rcu_read_lock(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10323 {
10324         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rcu_read_lock];
10325 }
10326
10327 static bool is_kfunc_bpf_rcu_read_unlock(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10328 {
10329         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rcu_read_unlock];
10330 }
10331
10332 static enum kfunc_ptr_arg_type
10333 get_kfunc_ptr_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
10334                        struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10335                        const struct btf_type *t, const struct btf_type *ref_t,
10336                        const char *ref_tname, const struct btf_param *args,
10337                        int argno, int nargs)
10338 {
10339         u32 regno = argno + 1;
10340         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
10341         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
10342         bool arg_mem_size = false;
10343
10344         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx])
10345                 return KF_ARG_PTR_TO_CTX;
10346
10347         /* In this function, we verify the kfunc's BTF as per the argument type,
10348          * leaving the rest of the verification with respect to the register
10349          * type to our caller. When a set of conditions hold in the BTF type of
10350          * arguments, we resolve it to a known kfunc_ptr_arg_type.
10351          */
10352         if (btf_get_prog_ctx_type(&env->log, meta->btf, t, resolve_prog_type(env->prog), argno))
10353                 return KF_ARG_PTR_TO_CTX;
10354
10355         if (is_kfunc_arg_alloc_obj(meta->btf, &args[argno]))
10356                 return KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID;
10357
10358         if (is_kfunc_arg_refcounted_kptr(meta->btf, &args[argno]))
10359                 return KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR;
10360
10361         if (is_kfunc_arg_dynptr(meta->btf, &args[argno]))
10362                 return KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR;
10363
10364         if (is_kfunc_arg_iter(meta, argno))
10365                 return KF_ARG_PTR_TO_ITER;
10366
10367         if (is_kfunc_arg_list_head(meta->btf, &args[argno]))
10368                 return KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD;
10369
10370         if (is_kfunc_arg_list_node(meta->btf, &args[argno]))
10371                 return KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE;
10372
10373         if (is_kfunc_arg_rbtree_root(meta->btf, &args[argno]))
10374                 return KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT;
10375
10376         if (is_kfunc_arg_rbtree_node(meta->btf, &args[argno]))
10377                 return KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE;
10378
10379         if ((base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID || reg2btf_ids[base_type(reg->type)])) {
10380                 if (!btf_type_is_struct(ref_t)) {
10381                         verbose(env, "kernel function %s args#%d pointer type %s %s is not supported\n",
10382                                 meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname);
10383                         return -EINVAL;
10384                 }
10385                 return KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID;
10386         }
10387
10388         if (is_kfunc_arg_callback(env, meta->btf, &args[argno]))
10389                 return KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK;
10390
10391
10392         if (argno + 1 < nargs &&
10393             (is_kfunc_arg_mem_size(meta->btf, &args[argno + 1], &regs[regno + 1]) ||
10394              is_kfunc_arg_const_mem_size(meta->btf, &args[argno + 1], &regs[regno + 1])))
10395                 arg_mem_size = true;
10396
10397         /* This is the catch all argument type of register types supported by
10398          * check_helper_mem_access. However, we only allow when argument type is
10399          * pointer to scalar, or struct composed (recursively) of scalars. When
10400          * arg_mem_size is true, the pointer can be void *.
10401          */
10402         if (!btf_type_is_scalar(ref_t) && !__btf_type_is_scalar_struct(env, meta->btf, ref_t, 0) &&
10403             (arg_mem_size ? !btf_type_is_void(ref_t) : 1)) {
10404                 verbose(env, "arg#%d pointer type %s %s must point to %sscalar, or struct with scalar\n",
10405                         argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname, arg_mem_size ? "void, " : "");
10406                 return -EINVAL;
10407         }
10408         return arg_mem_size ? KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE : KF_ARG_PTR_TO_MEM;
10409 }
10410
10411 static int process_kf_arg_ptr_to_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
10412                                         struct bpf_reg_state *reg,
10413                                         const struct btf_type *ref_t,
10414                                         const char *ref_tname, u32 ref_id,
10415                                         struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10416                                         int argno)
10417 {
10418         const struct btf_type *reg_ref_t;
10419         bool strict_type_match = false;
10420         const struct btf *reg_btf;
10421         const char *reg_ref_tname;
10422         u32 reg_ref_id;
10423
10424         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID) {
10425                 reg_btf = reg->btf;
10426                 reg_ref_id = reg->btf_id;
10427         } else {
10428                 reg_btf = btf_vmlinux;
10429                 reg_ref_id = *reg2btf_ids[base_type(reg->type)];
10430         }
10431
10432         /* Enforce strict type matching for calls to kfuncs that are acquiring
10433          * or releasing a reference, or are no-cast aliases. We do _not_
10434          * enforce strict matching for plain KF_TRUSTED_ARGS kfuncs by default,
10435          * as we want to enable BPF programs to pass types that are bitwise
10436          * equivalent without forcing them to explicitly cast with something
10437          * like bpf_cast_to_kern_ctx().
10438          *
10439          * For example, say we had a type like the following:
10440          *
10441          * struct bpf_cpumask {
10442          *      cpumask_t cpumask;
10443          *      refcount_t usage;
10444          * };
10445          *
10446          * Note that as specified in <linux/cpumask.h>, cpumask_t is typedef'ed
10447          * to a struct cpumask, so it would be safe to pass a struct
10448          * bpf_cpumask * to a kfunc expecting a struct cpumask *.
10449          *
10450          * The philosophy here is similar to how we allow scalars of different
10451          * types to be passed to kfuncs as long as the size is the same. The
10452          * only difference here is that we're simply allowing
10453          * btf_struct_ids_match() to walk the struct at the 0th offset, and
10454          * resolve types.
10455          */
10456         if (is_kfunc_acquire(meta) ||
10457             (is_kfunc_release(meta) && reg->ref_obj_id) ||
10458             btf_type_ids_nocast_alias(&env->log, reg_btf, reg_ref_id, meta->btf, ref_id))
10459                 strict_type_match = true;
10460
10461         WARN_ON_ONCE(is_kfunc_trusted_args(meta) && reg->off);
10462
10463         reg_ref_t = btf_type_skip_modifiers(reg_btf, reg_ref_id, &reg_ref_id);
10464         reg_ref_tname = btf_name_by_offset(reg_btf, reg_ref_t->name_off);
10465         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg_btf, reg_ref_id, reg->off, meta->btf, ref_id, strict_type_match)) {
10466                 verbose(env, "kernel function %s args#%d expected pointer to %s %s but R%d has a pointer to %s %s\n",
10467                         meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname, argno + 1,
10468                         btf_type_str(reg_ref_t), reg_ref_tname);
10469                 return -EINVAL;
10470         }
10471         return 0;
10472 }
10473
10474 static int ref_set_non_owning(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
10475 {
10476         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
10477
10478         if (!state->active_lock.ptr) {
10479                 verbose(env, "verifier internal error: ref_set_non_owning w/o active lock\n");
10480                 return -EFAULT;
10481         }
10482
10483         if (type_flag(reg->type) & NON_OWN_REF) {
10484                 verbose(env, "verifier internal error: NON_OWN_REF already set\n");
10485                 return -EFAULT;
10486         }
10487
10488         reg->type |= NON_OWN_REF;
10489         return 0;
10490 }
10491
10492 static int ref_convert_owning_non_owning(struct bpf_verifier_env *env, u32 ref_obj_id)
10493 {
10494         struct bpf_func_state *state, *unused;
10495         struct bpf_reg_state *reg;
10496         int i;
10497
10498         state = cur_func(env);
10499
10500         if (!ref_obj_id) {
10501                 verbose(env, "verifier internal error: ref_obj_id is zero for "
10502                              "owning -> non-owning conversion\n");
10503                 return -EFAULT;
10504         }
10505
10506         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
10507                 if (state->refs[i].id != ref_obj_id)
10508                         continue;
10509
10510                 /* Clear ref_obj_id here so release_reference doesn't clobber
10511                  * the whole reg
10512                  */
10513                 bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, unused, reg, ({
10514                         if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id) {
10515                                 reg->ref_obj_id = 0;
10516                                 ref_set_non_owning(env, reg);
10517                         }
10518                 }));
10519                 return 0;
10520         }
10521
10522         verbose(env, "verifier internal error: ref state missing for ref_obj_id\n");
10523         return -EFAULT;
10524 }
10525
10526 /* Implementation details:
10527  *
10528  * Each register points to some region of memory, which we define as an
10529  * allocation. Each allocation may embed a bpf_spin_lock which protects any
10530  * special BPF objects (bpf_list_head, bpf_rb_root, etc.) part of the same
10531  * allocation. The lock and the data it protects are colocated in the same
10532  * memory region.
10533  *
10534  * Hence, everytime a register holds a pointer value pointing to such
10535  * allocation, the verifier preserves a unique reg->id for it.
10536  *
10537  * The verifier remembers the lock 'ptr' and the lock 'id' whenever
10538  * bpf_spin_lock is called.
10539  *
10540  * To enable this, lock state in the verifier captures two values:
10541  *      active_lock.ptr = Register's type specific pointer
10542  *      active_lock.id  = A unique ID for each register pointer value
10543  *
10544  * Currently, PTR_TO_MAP_VALUE and PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC are the two
10545  * supported register types.
10546  *
10547  * The active_lock.ptr in case of map values is the reg->map_ptr, and in case of
10548  * allocated objects is the reg->btf pointer.
10549  *
10550  * The active_lock.id is non-unique for maps supporting direct_value_addr, as we
10551  * can establish the provenance of the map value statically for each distinct
10552  * lookup into such maps. They always contain a single map value hence unique
10553  * IDs for each pseudo load pessimizes the algorithm and rejects valid programs.
10554  *
10555  * So, in case of global variables, they use array maps with max_entries = 1,
10556  * hence their active_lock.ptr becomes map_ptr and id = 0 (since they all point
10557  * into the same map value as max_entries is 1, as described above).
10558  *
10559  * In case of inner map lookups, the inner map pointer has same map_ptr as the
10560  * outer map pointer (in verifier context), but each lookup into an inner map
10561  * assigns a fresh reg->id to the lookup, so while lookups into distinct inner
10562  * maps from the same outer map share the same map_ptr as active_lock.ptr, they
10563  * will get different reg->id assigned to each lookup, hence different
10564  * active_lock.id.
10565  *
10566  * In case of allocated objects, active_lock.ptr is the reg->btf, and the
10567  * reg->id is a unique ID preserved after the NULL pointer check on the pointer
10568  * returned from bpf_obj_new. Each allocation receives a new reg->id.
10569  */
10570 static int check_reg_allocation_locked(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
10571 {
10572         void *ptr;
10573         u32 id;
10574
10575         switch ((int)reg->type) {
10576         case PTR_TO_MAP_VALUE:
10577                 ptr = reg->map_ptr;
10578                 break;
10579         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
10580                 ptr = reg->btf;
10581                 break;
10582         default:
10583                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reg type for lock check\n");
10584                 return -EFAULT;
10585         }
10586         id = reg->id;
10587
10588         if (!env->cur_state->active_lock.ptr)
10589                 return -EINVAL;
10590         if (env->cur_state->active_lock.ptr != ptr ||
10591             env->cur_state->active_lock.id != id) {
10592                 verbose(env, "held lock and object are not in the same allocation\n");
10593                 return -EINVAL;
10594         }
10595         return 0;
10596 }
10597
10598 static bool is_bpf_list_api_kfunc(u32 btf_id)
10599 {
10600         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
10601                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
10602                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_front] ||
10603                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_back];
10604 }
10605
10606 static bool is_bpf_rbtree_api_kfunc(u32 btf_id)
10607 {
10608         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl] ||
10609                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
10610                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first];
10611 }
10612
10613 static bool is_bpf_graph_api_kfunc(u32 btf_id)
10614 {
10615         return is_bpf_list_api_kfunc(btf_id) || is_bpf_rbtree_api_kfunc(btf_id) ||
10616                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl];
10617 }
10618
10619 static bool is_callback_calling_kfunc(u32 btf_id)
10620 {
10621         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl];
10622 }
10623
10624 static bool is_rbtree_lock_required_kfunc(u32 btf_id)
10625 {
10626         return is_bpf_rbtree_api_kfunc(btf_id);
10627 }
10628
10629 static bool check_kfunc_is_graph_root_api(struct bpf_verifier_env *env,
10630                                           enum btf_field_type head_field_type,
10631                                           u32 kfunc_btf_id)
10632 {
10633         bool ret;
10634
10635         switch (head_field_type) {
10636         case BPF_LIST_HEAD:
10637                 ret = is_bpf_list_api_kfunc(kfunc_btf_id);
10638                 break;
10639         case BPF_RB_ROOT:
10640                 ret = is_bpf_rbtree_api_kfunc(kfunc_btf_id);
10641                 break;
10642         default:
10643                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected graph root argument type %s\n",
10644                         btf_field_type_name(head_field_type));
10645                 return false;
10646         }
10647
10648         if (!ret)
10649                 verbose(env, "verifier internal error: %s head arg for unknown kfunc\n",
10650                         btf_field_type_name(head_field_type));
10651         return ret;
10652 }
10653
10654 static bool check_kfunc_is_graph_node_api(struct bpf_verifier_env *env,
10655                                           enum btf_field_type node_field_type,
10656                                           u32 kfunc_btf_id)
10657 {
10658         bool ret;
10659
10660         switch (node_field_type) {
10661         case BPF_LIST_NODE:
10662                 ret = (kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
10663                        kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl]);
10664                 break;
10665         case BPF_RB_NODE:
10666                 ret = (kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
10667                        kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]);
10668                 break;
10669         default:
10670                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected graph node argument type %s\n",
10671                         btf_field_type_name(node_field_type));
10672                 return false;
10673         }
10674
10675         if (!ret)
10676                 verbose(env, "verifier internal error: %s node arg for unknown kfunc\n",
10677                         btf_field_type_name(node_field_type));
10678         return ret;
10679 }
10680
10681 static int
10682 __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(struct bpf_verifier_env *env,
10683                                    struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10684                                    struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10685                                    enum btf_field_type head_field_type,
10686                                    struct btf_field **head_field)
10687 {
10688         const char *head_type_name;
10689         struct btf_field *field;
10690         struct btf_record *rec;
10691         u32 head_off;
10692
10693         if (meta->btf != btf_vmlinux) {
10694                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected btf mismatch in kfunc call\n");
10695                 return -EFAULT;
10696         }
10697
10698         if (!check_kfunc_is_graph_root_api(env, head_field_type, meta->func_id))
10699                 return -EFAULT;
10700
10701         head_type_name = btf_field_type_name(head_field_type);
10702         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10703                 verbose(env,
10704                         "R%d doesn't have constant offset. %s has to be at the constant offset\n",
10705                         regno, head_type_name);
10706                 return -EINVAL;
10707         }
10708
10709         rec = reg_btf_record(reg);
10710         head_off = reg->off + reg->var_off.value;
10711         field = btf_record_find(rec, head_off, head_field_type);
10712         if (!field) {
10713                 verbose(env, "%s not found at offset=%u\n", head_type_name, head_off);
10714                 return -EINVAL;
10715         }
10716
10717         /* All functions require bpf_list_head to be protected using a bpf_spin_lock */
10718         if (check_reg_allocation_locked(env, reg)) {
10719                 verbose(env, "bpf_spin_lock at off=%d must be held for %s\n",
10720                         rec->spin_lock_off, head_type_name);
10721                 return -EINVAL;
10722         }
10723
10724         if (*head_field) {
10725                 verbose(env, "verifier internal error: repeating %s arg\n", head_type_name);
10726                 return -EFAULT;
10727         }
10728         *head_field = field;
10729         return 0;
10730 }
10731
10732 static int process_kf_arg_ptr_to_list_head(struct bpf_verifier_env *env,
10733                                            struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10734                                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10735 {
10736         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(env, reg, regno, meta, BPF_LIST_HEAD,
10737                                                           &meta->arg_list_head.field);
10738 }
10739
10740 static int process_kf_arg_ptr_to_rbtree_root(struct bpf_verifier_env *env,
10741                                              struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10742                                              struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10743 {
10744         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(env, reg, regno, meta, BPF_RB_ROOT,
10745                                                           &meta->arg_rbtree_root.field);
10746 }
10747
10748 static int
10749 __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(struct bpf_verifier_env *env,
10750                                    struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10751                                    struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10752                                    enum btf_field_type head_field_type,
10753                                    enum btf_field_type node_field_type,
10754                                    struct btf_field **node_field)
10755 {
10756         const char *node_type_name;
10757         const struct btf_type *et, *t;
10758         struct btf_field *field;
10759         u32 node_off;
10760
10761         if (meta->btf != btf_vmlinux) {
10762                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected btf mismatch in kfunc call\n");
10763                 return -EFAULT;
10764         }
10765
10766         if (!check_kfunc_is_graph_node_api(env, node_field_type, meta->func_id))
10767                 return -EFAULT;
10768
10769         node_type_name = btf_field_type_name(node_field_type);
10770         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10771                 verbose(env,
10772                         "R%d doesn't have constant offset. %s has to be at the constant offset\n",
10773                         regno, node_type_name);
10774                 return -EINVAL;
10775         }
10776
10777         node_off = reg->off + reg->var_off.value;
10778         field = reg_find_field_offset(reg, node_off, node_field_type);
10779         if (!field || field->offset != node_off) {
10780                 verbose(env, "%s not found at offset=%u\n", node_type_name, node_off);
10781                 return -EINVAL;
10782         }
10783
10784         field = *node_field;
10785
10786         et = btf_type_by_id(field->graph_root.btf, field->graph_root.value_btf_id);
10787         t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
10788         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, 0, field->graph_root.btf,
10789                                   field->graph_root.value_btf_id, true)) {
10790                 verbose(env, "operation on %s expects arg#1 %s at offset=%d "
10791                         "in struct %s, but arg is at offset=%d in struct %s\n",
10792                         btf_field_type_name(head_field_type),
10793                         btf_field_type_name(node_field_type),
10794                         field->graph_root.node_offset,
10795                         btf_name_by_offset(field->graph_root.btf, et->name_off),
10796                         node_off, btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off));
10797                 return -EINVAL;
10798         }
10799         meta->arg_btf = reg->btf;
10800         meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
10801
10802         if (node_off != field->graph_root.node_offset) {
10803                 verbose(env, "arg#1 offset=%d, but expected %s at offset=%d in struct %s\n",
10804                         node_off, btf_field_type_name(node_field_type),
10805                         field->graph_root.node_offset,
10806                         btf_name_by_offset(field->graph_root.btf, et->name_off));
10807                 return -EINVAL;
10808         }
10809
10810         return 0;
10811 }
10812
10813 static int process_kf_arg_ptr_to_list_node(struct bpf_verifier_env *env,
10814                                            struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10815                                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10816 {
10817         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(env, reg, regno, meta,
10818                                                   BPF_LIST_HEAD, BPF_LIST_NODE,
10819                                                   &meta->arg_list_head.field);
10820 }
10821
10822 static int process_kf_arg_ptr_to_rbtree_node(struct bpf_verifier_env *env,
10823                                              struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10824                                              struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10825 {
10826         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(env, reg, regno, meta,
10827                                                   BPF_RB_ROOT, BPF_RB_NODE,
10828                                                   &meta->arg_rbtree_root.field);
10829 }
10830
10831 static int check_kfunc_args(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10832                             int insn_idx)
10833 {
10834         const char *func_name = meta->func_name, *ref_tname;
10835         const struct btf *btf = meta->btf;
10836         const struct btf_param *args;
10837         struct btf_record *rec;
10838         u32 i, nargs;
10839         int ret;
10840
10841         args = (const struct btf_param *)(meta->func_proto + 1);
10842         nargs = btf_type_vlen(meta->func_proto);
10843         if (nargs > MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS) {
10844                 verbose(env, "Function %s has %d > %d args\n", func_name, nargs,
10845                         MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS);
10846                 return -EINVAL;
10847         }
10848
10849         /* Check that BTF function arguments match actual types that the
10850          * verifier sees.
10851          */
10852         for (i = 0; i < nargs; i++) {
10853                 struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[i + 1];
10854                 const struct btf_type *t, *ref_t, *resolve_ret;
10855                 enum bpf_arg_type arg_type = ARG_DONTCARE;
10856                 u32 regno = i + 1, ref_id, type_size;
10857                 bool is_ret_buf_sz = false;
10858                 int kf_arg_type;
10859
10860                 t = btf_type_skip_modifiers(btf, args[i].type, NULL);
10861
10862                 if (is_kfunc_arg_ignore(btf, &args[i]))
10863                         continue;
10864
10865                 if (btf_type_is_scalar(t)) {
10866                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
10867                                 verbose(env, "R%d is not a scalar\n", regno);
10868                                 return -EINVAL;
10869                         }
10870
10871                         if (is_kfunc_arg_constant(meta->btf, &args[i])) {
10872                                 if (meta->arg_constant.found) {
10873                                         verbose(env, "verifier internal error: only one constant argument permitted\n");
10874                                         return -EFAULT;
10875                                 }
10876                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10877                                         verbose(env, "R%d must be a known constant\n", regno);
10878                                         return -EINVAL;
10879                                 }
10880                                 ret = mark_chain_precision(env, regno);
10881                                 if (ret < 0)
10882                                         return ret;
10883                                 meta->arg_constant.found = true;
10884                                 meta->arg_constant.value = reg->var_off.value;
10885                         } else if (is_kfunc_arg_scalar_with_name(btf, &args[i], "rdonly_buf_size")) {
10886                                 meta->r0_rdonly = true;
10887                                 is_ret_buf_sz = true;
10888                         } else if (is_kfunc_arg_scalar_with_name(btf, &args[i], "rdwr_buf_size")) {
10889                                 is_ret_buf_sz = true;
10890                         }
10891
10892                         if (is_ret_buf_sz) {
10893                                 if (meta->r0_size) {
10894                                         verbose(env, "2 or more rdonly/rdwr_buf_size parameters for kfunc");
10895                                         return -EINVAL;
10896                                 }
10897
10898                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10899                                         verbose(env, "R%d is not a const\n", regno);
10900                                         return -EINVAL;
10901                                 }
10902
10903                                 meta->r0_size = reg->var_off.value;
10904                                 ret = mark_chain_precision(env, regno);
10905                                 if (ret)
10906                                         return ret;
10907                         }
10908                         continue;
10909                 }
10910
10911                 if (!btf_type_is_ptr(t)) {
10912                         verbose(env, "Unrecognized arg#%d type %s\n", i, btf_type_str(t));
10913                         return -EINVAL;
10914                 }
10915
10916                 if ((is_kfunc_trusted_args(meta) || is_kfunc_rcu(meta)) &&
10917                     (register_is_null(reg) || type_may_be_null(reg->type))) {
10918                         verbose(env, "Possibly NULL pointer passed to trusted arg%d\n", i);
10919                         return -EACCES;
10920                 }
10921
10922                 if (reg->ref_obj_id) {
10923                         if (is_kfunc_release(meta) && meta->ref_obj_id) {
10924                                 verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
10925                                         regno, reg->ref_obj_id,
10926                                         meta->ref_obj_id);
10927                                 return -EFAULT;
10928                         }
10929                         meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
10930                         if (is_kfunc_release(meta))
10931                                 meta->release_regno = regno;
10932                 }
10933
10934                 ref_t = btf_type_skip_modifiers(btf, t->type, &ref_id);
10935                 ref_tname = btf_name_by_offset(btf, ref_t->name_off);
10936
10937                 kf_arg_type = get_kfunc_ptr_arg_type(env, meta, t, ref_t, ref_tname, args, i, nargs);
10938                 if (kf_arg_type < 0)
10939                         return kf_arg_type;
10940
10941                 switch (kf_arg_type) {
10942                 case KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID:
10943                 case KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID:
10944                         if (!is_kfunc_trusted_args(meta) && !is_kfunc_rcu(meta))
10945                                 break;
10946
10947                         if (!is_trusted_reg(reg)) {
10948                                 if (!is_kfunc_rcu(meta)) {
10949                                         verbose(env, "R%d must be referenced or trusted\n", regno);
10950                                         return -EINVAL;
10951                                 }
10952                                 if (!is_rcu_reg(reg)) {
10953                                         verbose(env, "R%d must be a rcu pointer\n", regno);
10954                                         return -EINVAL;
10955                                 }
10956                         }
10957
10958                         fallthrough;
10959                 case KF_ARG_PTR_TO_CTX:
10960                         /* Trusted arguments have the same offset checks as release arguments */
10961                         arg_type |= OBJ_RELEASE;
10962                         break;
10963                 case KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR:
10964                 case KF_ARG_PTR_TO_ITER:
10965                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD:
10966                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE:
10967                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT:
10968                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE:
10969                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM:
10970                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE:
10971                 case KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK:
10972                 case KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR:
10973                         /* Trusted by default */
10974                         break;
10975                 default:
10976                         WARN_ON_ONCE(1);
10977                         return -EFAULT;
10978                 }
10979
10980                 if (is_kfunc_release(meta) && reg->ref_obj_id)
10981                         arg_type |= OBJ_RELEASE;
10982                 ret = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
10983                 if (ret < 0)
10984                         return ret;
10985
10986                 switch (kf_arg_type) {
10987                 case KF_ARG_PTR_TO_CTX:
10988                         if (reg->type != PTR_TO_CTX) {
10989                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to ctx, but got %s\n", i, btf_type_str(t));
10990                                 return -EINVAL;
10991                         }
10992
10993                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx]) {
10994                                 ret = get_kern_ctx_btf_id(&env->log, resolve_prog_type(env->prog));
10995                                 if (ret < 0)
10996                                         return -EINVAL;
10997                                 meta->ret_btf_id  = ret;
10998                         }
10999                         break;
11000                 case KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID:
11001                         if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11002                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
11003                                 return -EINVAL;
11004                         }
11005                         if (!reg->ref_obj_id) {
11006                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11007                                 return -EINVAL;
11008                         }
11009                         if (meta->btf == btf_vmlinux &&
11010                             meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl]) {
11011                                 meta->arg_btf = reg->btf;
11012                                 meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
11013                         }
11014                         break;
11015                 case KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR:
11016                 {
11017                         enum bpf_arg_type dynptr_arg_type = ARG_PTR_TO_DYNPTR;
11018                         int clone_ref_obj_id = 0;
11019
11020                         if (reg->type != PTR_TO_STACK &&
11021                             reg->type != CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
11022                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to stack or dynptr_ptr\n", i);
11023                                 return -EINVAL;
11024                         }
11025
11026                         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
11027                                 dynptr_arg_type |= MEM_RDONLY;
11028
11029                         if (is_kfunc_arg_uninit(btf, &args[i]))
11030                                 dynptr_arg_type |= MEM_UNINIT;
11031
11032                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_skb]) {
11033                                 dynptr_arg_type |= DYNPTR_TYPE_SKB;
11034                         } else if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_xdp]) {
11035                                 dynptr_arg_type |= DYNPTR_TYPE_XDP;
11036                         } else if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_clone] &&
11037                                    (dynptr_arg_type & MEM_UNINIT)) {
11038                                 enum bpf_dynptr_type parent_type = meta->initialized_dynptr.type;
11039
11040                                 if (parent_type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID) {
11041                                         verbose(env, "verifier internal error: no dynptr type for parent of clone\n");
11042                                         return -EFAULT;
11043                                 }
11044
11045                                 dynptr_arg_type |= (unsigned int)get_dynptr_type_flag(parent_type);
11046                                 clone_ref_obj_id = meta->initialized_dynptr.ref_obj_id;
11047                                 if (dynptr_type_refcounted(parent_type) && !clone_ref_obj_id) {
11048                                         verbose(env, "verifier internal error: missing ref obj id for parent of clone\n");
11049                                         return -EFAULT;
11050                                 }
11051                         }
11052
11053                         ret = process_dynptr_func(env, regno, insn_idx, dynptr_arg_type, clone_ref_obj_id);
11054                         if (ret < 0)
11055                                 return ret;
11056
11057                         if (!(dynptr_arg_type & MEM_UNINIT)) {
11058                                 int id = dynptr_id(env, reg);
11059
11060                                 if (id < 0) {
11061                                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr id\n");
11062                                         return id;
11063                                 }
11064                                 meta->initialized_dynptr.id = id;
11065                                 meta->initialized_dynptr.type = dynptr_get_type(env, reg);
11066                                 meta->initialized_dynptr.ref_obj_id = dynptr_ref_obj_id(env, reg);
11067                         }
11068
11069                         break;
11070                 }
11071                 case KF_ARG_PTR_TO_ITER:
11072                         ret = process_iter_arg(env, regno, insn_idx, meta);
11073                         if (ret < 0)
11074                                 return ret;
11075                         break;
11076                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD:
11077                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
11078                             reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11079                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to map value or allocated object\n", i);
11080                                 return -EINVAL;
11081                         }
11082                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC) && !reg->ref_obj_id) {
11083                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11084                                 return -EINVAL;
11085                         }
11086                         ret = process_kf_arg_ptr_to_list_head(env, reg, regno, meta);
11087                         if (ret < 0)
11088                                 return ret;
11089                         break;
11090                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT:
11091                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
11092                             reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11093                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to map value or allocated object\n", i);
11094                                 return -EINVAL;
11095                         }
11096                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC) && !reg->ref_obj_id) {
11097                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11098                                 return -EINVAL;
11099                         }
11100                         ret = process_kf_arg_ptr_to_rbtree_root(env, reg, regno, meta);
11101                         if (ret < 0)
11102                                 return ret;
11103                         break;
11104                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE:
11105                         if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11106                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
11107                                 return -EINVAL;
11108                         }
11109                         if (!reg->ref_obj_id) {
11110                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11111                                 return -EINVAL;
11112                         }
11113                         ret = process_kf_arg_ptr_to_list_node(env, reg, regno, meta);
11114                         if (ret < 0)
11115                                 return ret;
11116                         break;
11117                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE:
11118                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove]) {
11119                                 if (!type_is_non_owning_ref(reg->type) || reg->ref_obj_id) {
11120                                         verbose(env, "rbtree_remove node input must be non-owning ref\n");
11121                                         return -EINVAL;
11122                                 }
11123                                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
11124                                         verbose(env, "rbtree_remove not allowed in rbtree cb\n");
11125                                         return -EINVAL;
11126                                 }
11127                         } else {
11128                                 if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11129                                         verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
11130                                         return -EINVAL;
11131                                 }
11132                                 if (!reg->ref_obj_id) {
11133                                         verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11134                                         return -EINVAL;
11135                                 }
11136                         }
11137
11138                         ret = process_kf_arg_ptr_to_rbtree_node(env, reg, regno, meta);
11139                         if (ret < 0)
11140                                 return ret;
11141                         break;
11142                 case KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID:
11143                         /* Only base_type is checked, further checks are done here */
11144                         if ((base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID ||
11145                              (bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type) && !is_rcu_reg(reg))) &&
11146                             !reg2btf_ids[base_type(reg->type)]) {
11147                                 verbose(env, "arg#%d is %s ", i, reg_type_str(env, reg->type));
11148                                 verbose(env, "expected %s or socket\n",
11149                                         reg_type_str(env, base_type(reg->type) |
11150                                                           (type_flag(reg->type) & BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS)));
11151                                 return -EINVAL;
11152                         }
11153                         ret = process_kf_arg_ptr_to_btf_id(env, reg, ref_t, ref_tname, ref_id, meta, i);
11154                         if (ret < 0)
11155                                 return ret;
11156                         break;
11157                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM:
11158                         resolve_ret = btf_resolve_size(btf, ref_t, &type_size);
11159                         if (IS_ERR(resolve_ret)) {
11160                                 verbose(env, "arg#%d reference type('%s %s') size cannot be determined: %ld\n",
11161                                         i, btf_type_str(ref_t), ref_tname, PTR_ERR(resolve_ret));
11162                                 return -EINVAL;
11163                         }
11164                         ret = check_mem_reg(env, reg, regno, type_size);
11165                         if (ret < 0)
11166                                 return ret;
11167                         break;
11168                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE:
11169                 {
11170                         struct bpf_reg_state *buff_reg = &regs[regno];
11171                         const struct btf_param *buff_arg = &args[i];
11172                         struct bpf_reg_state *size_reg = &regs[regno + 1];
11173                         const struct btf_param *size_arg = &args[i + 1];
11174
11175                         if (!register_is_null(buff_reg) || !is_kfunc_arg_optional(meta->btf, buff_arg)) {
11176                                 ret = check_kfunc_mem_size_reg(env, size_reg, regno + 1);
11177                                 if (ret < 0) {
11178                                         verbose(env, "arg#%d arg#%d memory, len pair leads to invalid memory access\n", i, i + 1);
11179                                         return ret;
11180                                 }
11181                         }
11182
11183                         if (is_kfunc_arg_const_mem_size(meta->btf, size_arg, size_reg)) {
11184                                 if (meta->arg_constant.found) {
11185                                         verbose(env, "verifier internal error: only one constant argument permitted\n");
11186                                         return -EFAULT;
11187                                 }
11188                                 if (!tnum_is_const(size_reg->var_off)) {
11189                                         verbose(env, "R%d must be a known constant\n", regno + 1);
11190                                         return -EINVAL;
11191                                 }
11192                                 meta->arg_constant.found = true;
11193                                 meta->arg_constant.value = size_reg->var_off.value;
11194                         }
11195
11196                         /* Skip next '__sz' or '__szk' argument */
11197                         i++;
11198                         break;
11199                 }
11200                 case KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK:
11201                         meta->subprogno = reg->subprogno;
11202                         break;
11203                 case KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR:
11204                         if (!type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
11205                                 verbose(env, "arg#%d is neither owning or non-owning ref\n", i);
11206                                 return -EINVAL;
11207                         }
11208                         if (!type_is_non_owning_ref(reg->type))
11209                                 meta->arg_owning_ref = true;
11210
11211                         rec = reg_btf_record(reg);
11212                         if (!rec) {
11213                                 verbose(env, "verifier internal error: Couldn't find btf_record\n");
11214                                 return -EFAULT;
11215                         }
11216
11217                         if (rec->refcount_off < 0) {
11218                                 verbose(env, "arg#%d doesn't point to a type with bpf_refcount field\n", i);
11219                                 return -EINVAL;
11220                         }
11221                         if (rec->refcount_off >= 0) {
11222                                 verbose(env, "bpf_refcount_acquire calls are disabled for now\n");
11223                                 return -EINVAL;
11224                         }
11225                         meta->arg_btf = reg->btf;
11226                         meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
11227                         break;
11228                 }
11229         }
11230
11231         if (is_kfunc_release(meta) && !meta->release_regno) {
11232                 verbose(env, "release kernel function %s expects refcounted PTR_TO_BTF_ID\n",
11233                         func_name);
11234                 return -EINVAL;
11235         }
11236
11237         return 0;
11238 }
11239
11240 static int fetch_kfunc_meta(struct bpf_verifier_env *env,
11241                             struct bpf_insn *insn,
11242                             struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
11243                             const char **kfunc_name)
11244 {
11245         const struct btf_type *func, *func_proto;
11246         u32 func_id, *kfunc_flags;
11247         const char *func_name;
11248         struct btf *desc_btf;
11249
11250         if (kfunc_name)
11251                 *kfunc_name = NULL;
11252
11253         if (!insn->imm)
11254                 return -EINVAL;
11255
11256         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, insn->off);
11257         if (IS_ERR(desc_btf))
11258                 return PTR_ERR(desc_btf);
11259
11260         func_id = insn->imm;
11261         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
11262         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
11263         if (kfunc_name)
11264                 *kfunc_name = func_name;
11265         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
11266
11267         kfunc_flags = btf_kfunc_id_set_contains(desc_btf, func_id, env->prog);
11268         if (!kfunc_flags) {
11269                 return -EACCES;
11270         }
11271
11272         memset(meta, 0, sizeof(*meta));
11273         meta->btf = desc_btf;
11274         meta->func_id = func_id;
11275         meta->kfunc_flags = *kfunc_flags;
11276         meta->func_proto = func_proto;
11277         meta->func_name = func_name;
11278
11279         return 0;
11280 }
11281
11282 static int check_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
11283                             int *insn_idx_p)
11284 {
11285         const struct btf_type *t, *ptr_type;
11286         u32 i, nargs, ptr_type_id, release_ref_obj_id;
11287         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
11288         const char *func_name, *ptr_type_name;
11289         bool sleepable, rcu_lock, rcu_unlock;
11290         struct bpf_kfunc_call_arg_meta meta;
11291         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux;
11292         int err, insn_idx = *insn_idx_p;
11293         const struct btf_param *args;
11294         const struct btf_type *ret_t;
11295         struct btf *desc_btf;
11296
11297         /* skip for now, but return error when we find this in fixup_kfunc_call */
11298         if (!insn->imm)
11299                 return 0;
11300
11301         err = fetch_kfunc_meta(env, insn, &meta, &func_name);
11302         if (err == -EACCES && func_name)
11303                 verbose(env, "calling kernel function %s is not allowed\n", func_name);
11304         if (err)
11305                 return err;
11306         desc_btf = meta.btf;
11307         insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
11308
11309         insn_aux->is_iter_next = is_iter_next_kfunc(&meta);
11310
11311         if (is_kfunc_destructive(&meta) && !capable(CAP_SYS_BOOT)) {
11312                 verbose(env, "destructive kfunc calls require CAP_SYS_BOOT capability\n");
11313                 return -EACCES;
11314         }
11315
11316         sleepable = is_kfunc_sleepable(&meta);
11317         if (sleepable && !env->prog->aux->sleepable) {
11318                 verbose(env, "program must be sleepable to call sleepable kfunc %s\n", func_name);
11319                 return -EACCES;
11320         }
11321
11322         rcu_lock = is_kfunc_bpf_rcu_read_lock(&meta);
11323         rcu_unlock = is_kfunc_bpf_rcu_read_unlock(&meta);
11324
11325         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
11326                 struct bpf_func_state *state;
11327                 struct bpf_reg_state *reg;
11328
11329                 if (rcu_lock) {
11330                         verbose(env, "nested rcu read lock (kernel function %s)\n", func_name);
11331                         return -EINVAL;
11332                 } else if (rcu_unlock) {
11333                         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
11334                                 if (reg->type & MEM_RCU) {
11335                                         reg->type &= ~(MEM_RCU | PTR_MAYBE_NULL);
11336                                         reg->type |= PTR_UNTRUSTED;
11337                                 }
11338                         }));
11339                         env->cur_state->active_rcu_lock = false;
11340                 } else if (sleepable) {
11341                         verbose(env, "kernel func %s is sleepable within rcu_read_lock region\n", func_name);
11342                         return -EACCES;
11343                 }
11344         } else if (rcu_lock) {
11345                 env->cur_state->active_rcu_lock = true;
11346         } else if (rcu_unlock) {
11347                 verbose(env, "unmatched rcu read unlock (kernel function %s)\n", func_name);
11348                 return -EINVAL;
11349         }
11350
11351         /* Check the arguments */
11352         err = check_kfunc_args(env, &meta, insn_idx);
11353         if (err < 0)
11354                 return err;
11355         /* In case of release function, we get register number of refcounted
11356          * PTR_TO_BTF_ID in bpf_kfunc_arg_meta, do the release now.
11357          */
11358         if (meta.release_regno) {
11359                 err = release_reference(env, regs[meta.release_regno].ref_obj_id);
11360                 if (err) {
11361                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
11362                                 func_name, meta.func_id);
11363                         return err;
11364                 }
11365         }
11366
11367         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
11368             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
11369             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
11370                 release_ref_obj_id = regs[BPF_REG_2].ref_obj_id;
11371                 insn_aux->insert_off = regs[BPF_REG_2].off;
11372                 insn_aux->kptr_struct_meta = btf_find_struct_meta(meta.arg_btf, meta.arg_btf_id);
11373                 err = ref_convert_owning_non_owning(env, release_ref_obj_id);
11374                 if (err) {
11375                         verbose(env, "kfunc %s#%d conversion of owning ref to non-owning failed\n",
11376                                 func_name, meta.func_id);
11377                         return err;
11378                 }
11379
11380                 err = release_reference(env, release_ref_obj_id);
11381                 if (err) {
11382                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
11383                                 func_name, meta.func_id);
11384                         return err;
11385                 }
11386         }
11387
11388         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
11389                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
11390                                         set_rbtree_add_callback_state);
11391                 if (err) {
11392                         verbose(env, "kfunc %s#%d failed callback verification\n",
11393                                 func_name, meta.func_id);
11394                         return err;
11395                 }
11396         }
11397
11398         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++)
11399                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
11400
11401         /* Check return type */
11402         t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, meta.func_proto->type, NULL);
11403
11404         if (is_kfunc_acquire(&meta) && !btf_type_is_struct_ptr(meta.btf, t)) {
11405                 /* Only exception is bpf_obj_new_impl */
11406                 if (meta.btf != btf_vmlinux ||
11407                     (meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl] &&
11408                      meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl])) {
11409                         verbose(env, "acquire kernel function does not return PTR_TO_BTF_ID\n");
11410                         return -EINVAL;
11411                 }
11412         }
11413
11414         if (btf_type_is_scalar(t)) {
11415                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
11416                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, t->size);
11417         } else if (btf_type_is_ptr(t)) {
11418                 ptr_type = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, t->type, &ptr_type_id);
11419
11420                 if (meta.btf == btf_vmlinux && btf_id_set_contains(&special_kfunc_set, meta.func_id)) {
11421                         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl]) {
11422                                 struct btf *ret_btf;
11423                                 u32 ret_btf_id;
11424
11425                                 if (unlikely(!bpf_global_ma_set))
11426                                         return -ENOMEM;
11427
11428                                 if (((u64)(u32)meta.arg_constant.value) != meta.arg_constant.value) {
11429                                         verbose(env, "local type ID argument must be in range [0, U32_MAX]\n");
11430                                         return -EINVAL;
11431                                 }
11432
11433                                 ret_btf = env->prog->aux->btf;
11434                                 ret_btf_id = meta.arg_constant.value;
11435
11436                                 /* This may be NULL due to user not supplying a BTF */
11437                                 if (!ret_btf) {
11438                                         verbose(env, "bpf_obj_new requires prog BTF\n");
11439                                         return -EINVAL;
11440                                 }
11441
11442                                 ret_t = btf_type_by_id(ret_btf, ret_btf_id);
11443                                 if (!ret_t || !__btf_type_is_struct(ret_t)) {
11444                                         verbose(env, "bpf_obj_new type ID argument must be of a struct\n");
11445                                         return -EINVAL;
11446                                 }
11447
11448                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11449                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
11450                                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
11451                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
11452
11453                                 insn_aux->obj_new_size = ret_t->size;
11454                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
11455                                         btf_find_struct_meta(ret_btf, ret_btf_id);
11456                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl]) {
11457                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11458                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
11459                                 regs[BPF_REG_0].btf = meta.arg_btf;
11460                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.arg_btf_id;
11461
11462                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
11463                                         btf_find_struct_meta(meta.arg_btf,
11464                                                              meta.arg_btf_id);
11465                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_front] ||
11466                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_back]) {
11467                                 struct btf_field *field = meta.arg_list_head.field;
11468
11469                                 mark_reg_graph_node(regs, BPF_REG_0, &field->graph_root);
11470                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
11471                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first]) {
11472                                 struct btf_field *field = meta.arg_rbtree_root.field;
11473
11474                                 mark_reg_graph_node(regs, BPF_REG_0, &field->graph_root);
11475                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx]) {
11476                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11477                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED;
11478                                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
11479                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
11480                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rdonly_cast]) {
11481                                 ret_t = btf_type_by_id(desc_btf, meta.arg_constant.value);
11482                                 if (!ret_t || !btf_type_is_struct(ret_t)) {
11483                                         verbose(env,
11484                                                 "kfunc bpf_rdonly_cast type ID argument must be of a struct\n");
11485                                         return -EINVAL;
11486                                 }
11487
11488                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11489                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED;
11490                                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
11491                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.arg_constant.value;
11492                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice] ||
11493                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice_rdwr]) {
11494                                 enum bpf_type_flag type_flag = get_dynptr_type_flag(meta.initialized_dynptr.type);
11495
11496                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11497
11498                                 if (!meta.arg_constant.found) {
11499                                         verbose(env, "verifier internal error: bpf_dynptr_slice(_rdwr) no constant size\n");
11500                                         return -EFAULT;
11501                                 }
11502
11503                                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.arg_constant.value;
11504
11505                                 /* PTR_MAYBE_NULL will be added when is_kfunc_ret_null is checked */
11506                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | type_flag;
11507
11508                                 if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice]) {
11509                                         regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RDONLY;
11510                                 } else {
11511                                         /* this will set env->seen_direct_write to true */
11512                                         if (!may_access_direct_pkt_data(env, NULL, BPF_WRITE)) {
11513                                                 verbose(env, "the prog does not allow writes to packet data\n");
11514                                                 return -EINVAL;
11515                                         }
11516                                 }
11517
11518                                 if (!meta.initialized_dynptr.id) {
11519                                         verbose(env, "verifier internal error: no dynptr id\n");
11520                                         return -EFAULT;
11521                                 }
11522                                 regs[BPF_REG_0].dynptr_id = meta.initialized_dynptr.id;
11523
11524                                 /* we don't need to set BPF_REG_0's ref obj id
11525                                  * because packet slices are not refcounted (see
11526                                  * dynptr_type_refcounted)
11527                                  */
11528                         } else {
11529                                 verbose(env, "kernel function %s unhandled dynamic return type\n",
11530                                         meta.func_name);
11531                                 return -EFAULT;
11532                         }
11533                 } else if (!__btf_type_is_struct(ptr_type)) {
11534                         if (!meta.r0_size) {
11535                                 __u32 sz;
11536
11537                                 if (!IS_ERR(btf_resolve_size(desc_btf, ptr_type, &sz))) {
11538                                         meta.r0_size = sz;
11539                                         meta.r0_rdonly = true;
11540                                 }
11541                         }
11542                         if (!meta.r0_size) {
11543                                 ptr_type_name = btf_name_by_offset(desc_btf,
11544                                                                    ptr_type->name_off);
11545                                 verbose(env,
11546                                         "kernel function %s returns pointer type %s %s is not supported\n",
11547                                         func_name,
11548                                         btf_type_str(ptr_type),
11549                                         ptr_type_name);
11550                                 return -EINVAL;
11551                         }
11552
11553                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11554                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM;
11555                         regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.r0_size;
11556
11557                         if (meta.r0_rdonly)
11558                                 regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RDONLY;
11559
11560                         /* Ensures we don't access the memory after a release_reference() */
11561                         if (meta.ref_obj_id)
11562                                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
11563                 } else {
11564                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11565                         regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
11566                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID;
11567                         regs[BPF_REG_0].btf_id = ptr_type_id;
11568                 }
11569
11570                 if (is_kfunc_ret_null(&meta)) {
11571                         regs[BPF_REG_0].type |= PTR_MAYBE_NULL;
11572                         /* For mark_ptr_or_null_reg, see 93c230e3f5bd6 */
11573                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
11574                 }
11575                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, sizeof(void *));
11576                 if (is_kfunc_acquire(&meta)) {
11577                         int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
11578
11579                         if (id < 0)
11580                                 return id;
11581                         if (is_kfunc_ret_null(&meta))
11582                                 regs[BPF_REG_0].id = id;
11583                         regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
11584                 } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first]) {
11585                         ref_set_non_owning(env, &regs[BPF_REG_0]);
11586                 }
11587
11588                 if (reg_may_point_to_spin_lock(&regs[BPF_REG_0]) && !regs[BPF_REG_0].id)
11589                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
11590         } else if (btf_type_is_void(t)) {
11591                 if (meta.btf == btf_vmlinux && btf_id_set_contains(&special_kfunc_set, meta.func_id)) {
11592                         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl]) {
11593                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
11594                                         btf_find_struct_meta(meta.arg_btf,
11595                                                              meta.arg_btf_id);
11596                         }
11597                 }
11598         }
11599
11600         nargs = btf_type_vlen(meta.func_proto);
11601         args = (const struct btf_param *)(meta.func_proto + 1);
11602         for (i = 0; i < nargs; i++) {
11603                 u32 regno = i + 1;
11604
11605                 t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, args[i].type, NULL);
11606                 if (btf_type_is_ptr(t))
11607                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, sizeof(void *));
11608                 else
11609                         /* scalar. ensured by btf_check_kfunc_arg_match() */
11610                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, t->size);
11611         }
11612
11613         if (is_iter_next_kfunc(&meta)) {
11614                 err = process_iter_next_call(env, insn_idx, &meta);
11615                 if (err)
11616                         return err;
11617         }
11618
11619         return 0;
11620 }
11621
11622 static bool signed_add_overflows(s64 a, s64 b)
11623 {
11624         /* Do the add in u64, where overflow is well-defined */
11625         s64 res = (s64)((u64)a + (u64)b);
11626
11627         if (b < 0)
11628                 return res > a;
11629         return res < a;
11630 }
11631
11632 static bool signed_add32_overflows(s32 a, s32 b)
11633 {
11634         /* Do the add in u32, where overflow is well-defined */
11635         s32 res = (s32)((u32)a + (u32)b);
11636
11637         if (b < 0)
11638                 return res > a;
11639         return res < a;
11640 }
11641
11642 static bool signed_sub_overflows(s64 a, s64 b)
11643 {
11644         /* Do the sub in u64, where overflow is well-defined */
11645         s64 res = (s64)((u64)a - (u64)b);
11646
11647         if (b < 0)
11648                 return res < a;
11649         return res > a;
11650 }
11651
11652 static bool signed_sub32_overflows(s32 a, s32 b)
11653 {
11654         /* Do the sub in u32, where overflow is well-defined */
11655         s32 res = (s32)((u32)a - (u32)b);
11656
11657         if (b < 0)
11658                 return res < a;
11659         return res > a;
11660 }
11661
11662 static bool check_reg_sane_offset(struct bpf_verifier_env *env,
11663                                   const struct bpf_reg_state *reg,
11664                                   enum bpf_reg_type type)
11665 {
11666         bool known = tnum_is_const(reg->var_off);
11667         s64 val = reg->var_off.value;
11668         s64 smin = reg->smin_value;
11669
11670         if (known && (val >= BPF_MAX_VAR_OFF || val <= -BPF_MAX_VAR_OFF)) {
11671                 verbose(env, "math between %s pointer and %lld is not allowed\n",
11672                         reg_type_str(env, type), val);
11673                 return false;
11674         }
11675
11676         if (reg->off >= BPF_MAX_VAR_OFF || reg->off <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
11677                 verbose(env, "%s pointer offset %d is not allowed\n",
11678                         reg_type_str(env, type), reg->off);
11679                 return false;
11680         }
11681
11682         if (smin == S64_MIN) {
11683                 verbose(env, "math between %s pointer and register with unbounded min value is not allowed\n",
11684                         reg_type_str(env, type));
11685                 return false;
11686         }
11687
11688         if (smin >= BPF_MAX_VAR_OFF || smin <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
11689                 verbose(env, "value %lld makes %s pointer be out of bounds\n",
11690                         smin, reg_type_str(env, type));
11691                 return false;
11692         }
11693
11694         return true;
11695 }
11696
11697 enum {
11698         REASON_BOUNDS   = -1,
11699         REASON_TYPE     = -2,
11700         REASON_PATHS    = -3,
11701         REASON_LIMIT    = -4,
11702         REASON_STACK    = -5,
11703 };
11704
11705 static int retrieve_ptr_limit(const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
11706                               u32 *alu_limit, bool mask_to_left)
11707 {
11708         u32 max = 0, ptr_limit = 0;
11709
11710         switch (ptr_reg->type) {
11711         case PTR_TO_STACK:
11712                 /* Offset 0 is out-of-bounds, but acceptable start for the
11713                  * left direction, see BPF_REG_FP. Also, unknown scalar
11714                  * offset where we would need to deal with min/max bounds is
11715                  * currently prohibited for unprivileged.
11716                  */
11717                 max = MAX_BPF_STACK + mask_to_left;
11718                 ptr_limit = -(ptr_reg->var_off.value + ptr_reg->off);
11719                 break;
11720         case PTR_TO_MAP_VALUE:
11721                 max = ptr_reg->map_ptr->value_size;
11722                 ptr_limit = (mask_to_left ?
11723                              ptr_reg->smin_value :
11724                              ptr_reg->umax_value) + ptr_reg->off;
11725                 break;
11726         default:
11727                 return REASON_TYPE;
11728         }
11729
11730         if (ptr_limit >= max)
11731                 return REASON_LIMIT;
11732         *alu_limit = ptr_limit;
11733         return 0;
11734 }
11735
11736 static bool can_skip_alu_sanitation(const struct bpf_verifier_env *env,
11737                                     const struct bpf_insn *insn)
11738 {
11739         return env->bypass_spec_v1 || BPF_SRC(insn->code) == BPF_K;
11740 }
11741
11742 static int update_alu_sanitation_state(struct bpf_insn_aux_data *aux,
11743                                        u32 alu_state, u32 alu_limit)
11744 {
11745         /* If we arrived here from different branches with different
11746          * state or limits to sanitize, then this won't work.
11747          */
11748         if (aux->alu_state &&
11749             (aux->alu_state != alu_state ||
11750              aux->alu_limit != alu_limit))
11751                 return REASON_PATHS;
11752
11753         /* Corresponding fixup done in do_misc_fixups(). */
11754         aux->alu_state = alu_state;
11755         aux->alu_limit = alu_limit;
11756         return 0;
11757 }
11758
11759 static int sanitize_val_alu(struct bpf_verifier_env *env,
11760                             struct bpf_insn *insn)
11761 {
11762         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
11763
11764         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
11765                 return 0;
11766
11767         return update_alu_sanitation_state(aux, BPF_ALU_NON_POINTER, 0);
11768 }
11769
11770 static bool sanitize_needed(u8 opcode)
11771 {
11772         return opcode == BPF_ADD || opcode == BPF_SUB;
11773 }
11774
11775 struct bpf_sanitize_info {
11776         struct bpf_insn_aux_data aux;
11777         bool mask_to_left;
11778 };
11779
11780 static struct bpf_verifier_state *
11781 sanitize_speculative_path(struct bpf_verifier_env *env,
11782                           const struct bpf_insn *insn,
11783                           u32 next_idx, u32 curr_idx)
11784 {
11785         struct bpf_verifier_state *branch;
11786         struct bpf_reg_state *regs;
11787
11788         branch = push_stack(env, next_idx, curr_idx, true);
11789         if (branch && insn) {
11790                 regs = branch->frame[branch->curframe]->regs;
11791                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
11792                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
11793                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
11794                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
11795                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->src_reg);
11796                 }
11797         }
11798         return branch;
11799 }
11800
11801 static int sanitize_ptr_alu(struct bpf_verifier_env *env,
11802                             struct bpf_insn *insn,
11803                             const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
11804                             const struct bpf_reg_state *off_reg,
11805                             struct bpf_reg_state *dst_reg,
11806                             struct bpf_sanitize_info *info,
11807                             const bool commit_window)
11808 {
11809         struct bpf_insn_aux_data *aux = commit_window ? cur_aux(env) : &info->aux;
11810         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
11811         bool off_is_imm = tnum_is_const(off_reg->var_off);
11812         bool off_is_neg = off_reg->smin_value < 0;
11813         bool ptr_is_dst_reg = ptr_reg == dst_reg;
11814         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
11815         u32 alu_state, alu_limit;
11816         struct bpf_reg_state tmp;
11817         bool ret;
11818         int err;
11819
11820         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
11821                 return 0;
11822
11823         /* We already marked aux for masking from non-speculative
11824          * paths, thus we got here in the first place. We only care
11825          * to explore bad access from here.
11826          */
11827         if (vstate->speculative)
11828                 goto do_sim;
11829
11830         if (!commit_window) {
11831                 if (!tnum_is_const(off_reg->var_off) &&
11832                     (off_reg->smin_value < 0) != (off_reg->smax_value < 0))
11833                         return REASON_BOUNDS;
11834
11835                 info->mask_to_left = (opcode == BPF_ADD &&  off_is_neg) ||
11836                                      (opcode == BPF_SUB && !off_is_neg);
11837         }
11838
11839         err = retrieve_ptr_limit(ptr_reg, &alu_limit, info->mask_to_left);
11840         if (err < 0)
11841                 return err;
11842
11843         if (commit_window) {
11844                 /* In commit phase we narrow the masking window based on
11845                  * the observed pointer move after the simulated operation.
11846                  */
11847                 alu_state = info->aux.alu_state;
11848                 alu_limit = abs(info->aux.alu_limit - alu_limit);
11849         } else {
11850                 alu_state  = off_is_neg ? BPF_ALU_NEG_VALUE : 0;
11851                 alu_state |= off_is_imm ? BPF_ALU_IMMEDIATE : 0;
11852                 alu_state |= ptr_is_dst_reg ?
11853                              BPF_ALU_SANITIZE_SRC : BPF_ALU_SANITIZE_DST;
11854
11855                 /* Limit pruning on unknown scalars to enable deep search for
11856                  * potential masking differences from other program paths.
11857                  */
11858                 if (!off_is_imm)
11859                         env->explore_alu_limits = true;
11860         }
11861
11862         err = update_alu_sanitation_state(aux, alu_state, alu_limit);
11863         if (err < 0)
11864                 return err;
11865 do_sim:
11866         /* If we're in commit phase, we're done here given we already
11867          * pushed the truncated dst_reg into the speculative verification
11868          * stack.
11869          *
11870          * Also, when register is a known constant, we rewrite register-based
11871          * operation to immediate-based, and thus do not need masking (and as
11872          * a consequence, do not need to simulate the zero-truncation either).
11873          */
11874         if (commit_window || off_is_imm)
11875                 return 0;
11876
11877         /* Simulate and find potential out-of-bounds access under
11878          * speculative execution from truncation as a result of
11879          * masking when off was not within expected range. If off
11880          * sits in dst, then we temporarily need to move ptr there
11881          * to simulate dst (== 0) +/-= ptr. Needed, for example,
11882          * for cases where we use K-based arithmetic in one direction
11883          * and truncated reg-based in the other in order to explore
11884          * bad access.
11885          */
11886         if (!ptr_is_dst_reg) {
11887                 tmp = *dst_reg;
11888                 copy_register_state(dst_reg, ptr_reg);
11889         }
11890         ret = sanitize_speculative_path(env, NULL, env->insn_idx + 1,
11891                                         env->insn_idx);
11892         if (!ptr_is_dst_reg && ret)
11893                 *dst_reg = tmp;
11894         return !ret ? REASON_STACK : 0;
11895 }
11896
11897 static void sanitize_mark_insn_seen(struct bpf_verifier_env *env)
11898 {
11899         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
11900
11901         /* If we simulate paths under speculation, we don't update the
11902          * insn as 'seen' such that when we verify unreachable paths in
11903          * the non-speculative domain, sanitize_dead_code() can still
11904          * rewrite/sanitize them.
11905          */
11906         if (!vstate->speculative)
11907                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
11908 }
11909
11910 static int sanitize_err(struct bpf_verifier_env *env,
11911                         const struct bpf_insn *insn, int reason,
11912                         const struct bpf_reg_state *off_reg,
11913                         const struct bpf_reg_state *dst_reg)
11914 {
11915         static const char *err = "pointer arithmetic with it prohibited for !root";
11916         const char *op = BPF_OP(insn->code) == BPF_ADD ? "add" : "sub";
11917         u32 dst = insn->dst_reg, src = insn->src_reg;
11918
11919         switch (reason) {
11920         case REASON_BOUNDS:
11921                 verbose(env, "R%d has unknown scalar with mixed signed bounds, %s\n",
11922                         off_reg == dst_reg ? dst : src, err);
11923                 break;
11924         case REASON_TYPE:
11925                 verbose(env, "R%d has pointer with unsupported alu operation, %s\n",
11926                         off_reg == dst_reg ? src : dst, err);
11927                 break;
11928         case REASON_PATHS:
11929                 verbose(env, "R%d tried to %s from different maps, paths or scalars, %s\n",
11930                         dst, op, err);
11931                 break;
11932         case REASON_LIMIT:
11933                 verbose(env, "R%d tried to %s beyond pointer bounds, %s\n",
11934                         dst, op, err);
11935                 break;
11936         case REASON_STACK:
11937                 verbose(env, "R%d could not be pushed for speculative verification, %s\n",
11938                         dst, err);
11939                 break;
11940         default:
11941                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reason (%d)\n",
11942                         reason);
11943                 break;
11944         }
11945
11946         return -EACCES;
11947 }
11948
11949 /* check that stack access falls within stack limits and that 'reg' doesn't
11950  * have a variable offset.
11951  *
11952  * Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity since it
11953  * requires corresponding support in Spectre masking for stack ALU.  See also
11954  * retrieve_ptr_limit().
11955  *
11956  *
11957  * 'off' includes 'reg->off'.
11958  */
11959 static int check_stack_access_for_ptr_arithmetic(
11960                                 struct bpf_verifier_env *env,
11961                                 int regno,
11962                                 const struct bpf_reg_state *reg,
11963                                 int off)
11964 {
11965         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
11966                 char tn_buf[48];
11967
11968                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
11969                 verbose(env, "R%d variable stack access prohibited for !root, var_off=%s off=%d\n",
11970                         regno, tn_buf, off);
11971                 return -EACCES;
11972         }
11973
11974         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK) {
11975                 verbose(env, "R%d stack pointer arithmetic goes out of range, "
11976                         "prohibited for !root; off=%d\n", regno, off);
11977                 return -EACCES;
11978         }
11979
11980         return 0;
11981 }
11982
11983 static int sanitize_check_bounds(struct bpf_verifier_env *env,
11984                                  const struct bpf_insn *insn,
11985                                  const struct bpf_reg_state *dst_reg)
11986 {
11987         u32 dst = insn->dst_reg;
11988
11989         /* For unprivileged we require that resulting offset must be in bounds
11990          * in order to be able to sanitize access later on.
11991          */
11992         if (env->bypass_spec_v1)
11993                 return 0;
11994
11995         switch (dst_reg->type) {
11996         case PTR_TO_STACK:
11997                 if (check_stack_access_for_ptr_arithmetic(env, dst, dst_reg,
11998                                         dst_reg->off + dst_reg->var_off.value))
11999                         return -EACCES;
12000                 break;
12001         case PTR_TO_MAP_VALUE:
12002                 if (check_map_access(env, dst, dst_reg->off, 1, false, ACCESS_HELPER)) {
12003                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic of map value goes out of range, "
12004                                 "prohibited for !root\n", dst);
12005                         return -EACCES;
12006                 }
12007                 break;
12008         default:
12009                 break;
12010         }
12011
12012         return 0;
12013 }
12014
12015 /* Handles arithmetic on a pointer and a scalar: computes new min/max and var_off.
12016  * Caller should also handle BPF_MOV case separately.
12017  * If we return -EACCES, caller may want to try again treating pointer as a
12018  * scalar.  So we only emit a diagnostic if !env->allow_ptr_leaks.
12019  */
12020 static int adjust_ptr_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
12021                                    struct bpf_insn *insn,
12022                                    const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
12023                                    const struct bpf_reg_state *off_reg)
12024 {
12025         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
12026         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
12027         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg;
12028         bool known = tnum_is_const(off_reg->var_off);
12029         s64 smin_val = off_reg->smin_value, smax_val = off_reg->smax_value,
12030             smin_ptr = ptr_reg->smin_value, smax_ptr = ptr_reg->smax_value;
12031         u64 umin_val = off_reg->umin_value, umax_val = off_reg->umax_value,
12032             umin_ptr = ptr_reg->umin_value, umax_ptr = ptr_reg->umax_value;
12033         struct bpf_sanitize_info info = {};
12034         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12035         u32 dst = insn->dst_reg;
12036         int ret;
12037
12038         dst_reg = &regs[dst];
12039
12040         if ((known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
12041             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
12042                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
12043                  * e.g. dead branches.
12044                  */
12045                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12046                 return 0;
12047         }
12048
12049         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
12050                 /* 32-bit ALU ops on pointers produce (meaningless) scalars */
12051                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
12052                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12053                         return 0;
12054                 }
12055
12056                 verbose(env,
12057                         "R%d 32-bit pointer arithmetic prohibited\n",
12058                         dst);
12059                 return -EACCES;
12060         }
12061
12062         if (ptr_reg->type & PTR_MAYBE_NULL) {
12063                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited, null-check it first\n",
12064                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
12065                 return -EACCES;
12066         }
12067
12068         switch (base_type(ptr_reg->type)) {
12069         case CONST_PTR_TO_MAP:
12070                 /* smin_val represents the known value */
12071                 if (known && smin_val == 0 && opcode == BPF_ADD)
12072                         break;
12073                 fallthrough;
12074         case PTR_TO_PACKET_END:
12075         case PTR_TO_SOCKET:
12076         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
12077         case PTR_TO_TCP_SOCK:
12078         case PTR_TO_XDP_SOCK:
12079                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited\n",
12080                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
12081                 return -EACCES;
12082         default:
12083                 break;
12084         }
12085
12086         /* In case of 'scalar += pointer', dst_reg inherits pointer type and id.
12087          * The id may be overwritten later if we create a new variable offset.
12088          */
12089         dst_reg->type = ptr_reg->type;
12090         dst_reg->id = ptr_reg->id;
12091
12092         if (!check_reg_sane_offset(env, off_reg, ptr_reg->type) ||
12093             !check_reg_sane_offset(env, ptr_reg, ptr_reg->type))
12094                 return -EINVAL;
12095
12096         /* pointer types do not carry 32-bit bounds at the moment. */
12097         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12098
12099         if (sanitize_needed(opcode)) {
12100                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, off_reg, dst_reg,
12101                                        &info, false);
12102                 if (ret < 0)
12103                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
12104         }
12105
12106         switch (opcode) {
12107         case BPF_ADD:
12108                 /* We can take a fixed offset as long as it doesn't overflow
12109                  * the s32 'off' field
12110                  */
12111                 if (known && (ptr_reg->off + smin_val ==
12112                               (s64)(s32)(ptr_reg->off + smin_val))) {
12113                         /* pointer += K.  Accumulate it into fixed offset */
12114                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
12115                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
12116                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
12117                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
12118                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
12119                         dst_reg->off = ptr_reg->off + smin_val;
12120                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
12121                         break;
12122                 }
12123                 /* A new variable offset is created.  Note that off_reg->off
12124                  * == 0, since it's a scalar.
12125                  * dst_reg gets the pointer type and since some positive
12126                  * integer value was added to the pointer, give it a new 'id'
12127                  * if it's a PTR_TO_PACKET.
12128                  * this creates a new 'base' pointer, off_reg (variable) gets
12129                  * added into the variable offset, and we copy the fixed offset
12130                  * from ptr_reg.
12131                  */
12132                 if (signed_add_overflows(smin_ptr, smin_val) ||
12133                     signed_add_overflows(smax_ptr, smax_val)) {
12134                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12135                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12136                 } else {
12137                         dst_reg->smin_value = smin_ptr + smin_val;
12138                         dst_reg->smax_value = smax_ptr + smax_val;
12139                 }
12140                 if (umin_ptr + umin_val < umin_ptr ||
12141                     umax_ptr + umax_val < umax_ptr) {
12142                         dst_reg->umin_value = 0;
12143                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12144                 } else {
12145                         dst_reg->umin_value = umin_ptr + umin_val;
12146                         dst_reg->umax_value = umax_ptr + umax_val;
12147                 }
12148                 dst_reg->var_off = tnum_add(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
12149                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
12150                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
12151                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
12152                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
12153                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
12154                         memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
12155                 }
12156                 break;
12157         case BPF_SUB:
12158                 if (dst_reg == off_reg) {
12159                         /* scalar -= pointer.  Creates an unknown scalar */
12160                         verbose(env, "R%d tried to subtract pointer from scalar\n",
12161                                 dst);
12162                         return -EACCES;
12163                 }
12164                 /* We don't allow subtraction from FP, because (according to
12165                  * test_verifier.c test "invalid fp arithmetic", JITs might not
12166                  * be able to deal with it.
12167                  */
12168                 if (ptr_reg->type == PTR_TO_STACK) {
12169                         verbose(env, "R%d subtraction from stack pointer prohibited\n",
12170                                 dst);
12171                         return -EACCES;
12172                 }
12173                 if (known && (ptr_reg->off - smin_val ==
12174                               (s64)(s32)(ptr_reg->off - smin_val))) {
12175                         /* pointer -= K.  Subtract it from fixed offset */
12176                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
12177                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
12178                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
12179                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
12180                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
12181                         dst_reg->id = ptr_reg->id;
12182                         dst_reg->off = ptr_reg->off - smin_val;
12183                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
12184                         break;
12185                 }
12186                 /* A new variable offset is created.  If the subtrahend is known
12187                  * nonnegative, then any reg->range we had before is still good.
12188                  */
12189                 if (signed_sub_overflows(smin_ptr, smax_val) ||
12190                     signed_sub_overflows(smax_ptr, smin_val)) {
12191                         /* Overflow possible, we know nothing */
12192                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12193                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12194                 } else {
12195                         dst_reg->smin_value = smin_ptr - smax_val;
12196                         dst_reg->smax_value = smax_ptr - smin_val;
12197                 }
12198                 if (umin_ptr < umax_val) {
12199                         /* Overflow possible, we know nothing */
12200                         dst_reg->umin_value = 0;
12201                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12202                 } else {
12203                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
12204                         dst_reg->umin_value = umin_ptr - umax_val;
12205                         dst_reg->umax_value = umax_ptr - umin_val;
12206                 }
12207                 dst_reg->var_off = tnum_sub(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
12208                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
12209                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
12210                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
12211                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
12212                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
12213                         if (smin_val < 0)
12214                                 memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
12215                 }
12216                 break;
12217         case BPF_AND:
12218         case BPF_OR:
12219         case BPF_XOR:
12220                 /* bitwise ops on pointers are troublesome, prohibit. */
12221                 verbose(env, "R%d bitwise operator %s on pointer prohibited\n",
12222                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
12223                 return -EACCES;
12224         default:
12225                 /* other operators (e.g. MUL,LSH) produce non-pointer results */
12226                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic with %s operator prohibited\n",
12227                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
12228                 return -EACCES;
12229         }
12230
12231         if (!check_reg_sane_offset(env, dst_reg, ptr_reg->type))
12232                 return -EINVAL;
12233         reg_bounds_sync(dst_reg);
12234         if (sanitize_check_bounds(env, insn, dst_reg) < 0)
12235                 return -EACCES;
12236         if (sanitize_needed(opcode)) {
12237                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, dst_reg, off_reg, dst_reg,
12238                                        &info, true);
12239                 if (ret < 0)
12240                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
12241         }
12242
12243         return 0;
12244 }
12245
12246 static void scalar32_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12247                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12248 {
12249         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12250         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
12251         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12252         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12253
12254         if (signed_add32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smin_val) ||
12255             signed_add32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smax_val)) {
12256                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12257                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12258         } else {
12259                 dst_reg->s32_min_value += smin_val;
12260                 dst_reg->s32_max_value += smax_val;
12261         }
12262         if (dst_reg->u32_min_value + umin_val < umin_val ||
12263             dst_reg->u32_max_value + umax_val < umax_val) {
12264                 dst_reg->u32_min_value = 0;
12265                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12266         } else {
12267                 dst_reg->u32_min_value += umin_val;
12268                 dst_reg->u32_max_value += umax_val;
12269         }
12270 }
12271
12272 static void scalar_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12273                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12274 {
12275         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12276         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
12277         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12278         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12279
12280         if (signed_add_overflows(dst_reg->smin_value, smin_val) ||
12281             signed_add_overflows(dst_reg->smax_value, smax_val)) {
12282                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12283                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12284         } else {
12285                 dst_reg->smin_value += smin_val;
12286                 dst_reg->smax_value += smax_val;
12287         }
12288         if (dst_reg->umin_value + umin_val < umin_val ||
12289             dst_reg->umax_value + umax_val < umax_val) {
12290                 dst_reg->umin_value = 0;
12291                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12292         } else {
12293                 dst_reg->umin_value += umin_val;
12294                 dst_reg->umax_value += umax_val;
12295         }
12296 }
12297
12298 static void scalar32_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12299                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12300 {
12301         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12302         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
12303         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12304         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12305
12306         if (signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smax_val) ||
12307             signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smin_val)) {
12308                 /* Overflow possible, we know nothing */
12309                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12310                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12311         } else {
12312                 dst_reg->s32_min_value -= smax_val;
12313                 dst_reg->s32_max_value -= smin_val;
12314         }
12315         if (dst_reg->u32_min_value < umax_val) {
12316                 /* Overflow possible, we know nothing */
12317                 dst_reg->u32_min_value = 0;
12318                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12319         } else {
12320                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
12321                 dst_reg->u32_min_value -= umax_val;
12322                 dst_reg->u32_max_value -= umin_val;
12323         }
12324 }
12325
12326 static void scalar_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12327                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12328 {
12329         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12330         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
12331         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12332         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12333
12334         if (signed_sub_overflows(dst_reg->smin_value, smax_val) ||
12335             signed_sub_overflows(dst_reg->smax_value, smin_val)) {
12336                 /* Overflow possible, we know nothing */
12337                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12338                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12339         } else {
12340                 dst_reg->smin_value -= smax_val;
12341                 dst_reg->smax_value -= smin_val;
12342         }
12343         if (dst_reg->umin_value < umax_val) {
12344                 /* Overflow possible, we know nothing */
12345                 dst_reg->umin_value = 0;
12346                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12347         } else {
12348                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
12349                 dst_reg->umin_value -= umax_val;
12350                 dst_reg->umax_value -= umin_val;
12351         }
12352 }
12353
12354 static void scalar32_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12355                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12356 {
12357         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12358         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12359         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12360
12361         if (smin_val < 0 || dst_reg->s32_min_value < 0) {
12362                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
12363                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12364                 return;
12365         }
12366         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
12367          * copy the result to signed (unless it exceeds S32_MAX).
12368          */
12369         if (umax_val > U16_MAX || dst_reg->u32_max_value > U16_MAX) {
12370                 /* Potential overflow, we know nothing */
12371                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12372                 return;
12373         }
12374         dst_reg->u32_min_value *= umin_val;
12375         dst_reg->u32_max_value *= umax_val;
12376         if (dst_reg->u32_max_value > S32_MAX) {
12377                 /* Overflow possible, we know nothing */
12378                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12379                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12380         } else {
12381                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12382                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12383         }
12384 }
12385
12386 static void scalar_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12387                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12388 {
12389         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12390         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12391         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12392
12393         if (smin_val < 0 || dst_reg->smin_value < 0) {
12394                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
12395                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12396                 return;
12397         }
12398         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
12399          * copy the result to signed (unless it exceeds S64_MAX).
12400          */
12401         if (umax_val > U32_MAX || dst_reg->umax_value > U32_MAX) {
12402                 /* Potential overflow, we know nothing */
12403                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12404                 return;
12405         }
12406         dst_reg->umin_value *= umin_val;
12407         dst_reg->umax_value *= umax_val;
12408         if (dst_reg->umax_value > S64_MAX) {
12409                 /* Overflow possible, we know nothing */
12410                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12411                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12412         } else {
12413                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12414                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12415         }
12416 }
12417
12418 static void scalar32_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12419                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12420 {
12421         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
12422         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
12423         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12424         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12425         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12426
12427         if (src_known && dst_known) {
12428                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
12429                 return;
12430         }
12431
12432         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
12433          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
12434          */
12435         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
12436         dst_reg->u32_max_value = min(dst_reg->u32_max_value, umax_val);
12437         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
12438                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
12439                  * ain't nobody got time for that.
12440                  */
12441                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12442                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12443         } else {
12444                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
12445                  * cast result into s64.
12446                  */
12447                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12448                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12449         }
12450 }
12451
12452 static void scalar_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12453                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12454 {
12455         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
12456         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
12457         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12458         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12459
12460         if (src_known && dst_known) {
12461                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
12462                 return;
12463         }
12464
12465         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
12466          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
12467          */
12468         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
12469         dst_reg->umax_value = min(dst_reg->umax_value, umax_val);
12470         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
12471                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
12472                  * ain't nobody got time for that.
12473                  */
12474                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12475                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12476         } else {
12477                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
12478                  * cast result into s64.
12479                  */
12480                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12481                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12482         }
12483         /* We may learn something more from the var_off */
12484         __update_reg_bounds(dst_reg);
12485 }
12486
12487 static void scalar32_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12488                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
12489 {
12490         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
12491         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
12492         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12493         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12494         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12495
12496         if (src_known && dst_known) {
12497                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
12498                 return;
12499         }
12500
12501         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
12502          * maximum of the operands' minima
12503          */
12504         dst_reg->u32_min_value = max(dst_reg->u32_min_value, umin_val);
12505         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
12506         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
12507                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
12508                  * ain't nobody got time for that.
12509                  */
12510                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12511                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12512         } else {
12513                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
12514                  * cast result into s64.
12515                  */
12516                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12517                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12518         }
12519 }
12520
12521 static void scalar_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12522                               struct bpf_reg_state *src_reg)
12523 {
12524         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
12525         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
12526         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12527         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12528
12529         if (src_known && dst_known) {
12530                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
12531                 return;
12532         }
12533
12534         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
12535          * maximum of the operands' minima
12536          */
12537         dst_reg->umin_value = max(dst_reg->umin_value, umin_val);
12538         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
12539         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
12540                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
12541                  * ain't nobody got time for that.
12542                  */
12543                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12544                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12545         } else {
12546                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
12547                  * cast result into s64.
12548                  */
12549                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12550                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12551         }
12552         /* We may learn something more from the var_off */
12553         __update_reg_bounds(dst_reg);
12554 }
12555
12556 static void scalar32_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12557                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12558 {
12559         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
12560         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
12561         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12562         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12563
12564         if (src_known && dst_known) {
12565                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
12566                 return;
12567         }
12568
12569         /* We get both minimum and maximum from the var32_off. */
12570         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
12571         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
12572
12573         if (dst_reg->s32_min_value >= 0 && smin_val >= 0) {
12574                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
12575                  * so safe to cast u32 result into s32.
12576                  */
12577                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12578                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12579         } else {
12580                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12581                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12582         }
12583 }
12584
12585 static void scalar_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12586                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12587 {
12588         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
12589         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
12590         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12591
12592         if (src_known && dst_known) {
12593                 /* dst_reg->var_off.value has been updated earlier */
12594                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
12595                 return;
12596         }
12597
12598         /* We get both minimum and maximum from the var_off. */
12599         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
12600         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
12601
12602         if (dst_reg->smin_value >= 0 && smin_val >= 0) {
12603                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
12604                  * so safe to cast u64 result into s64.
12605                  */
12606                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12607                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12608         } else {
12609                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12610                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12611         }
12612
12613         __update_reg_bounds(dst_reg);
12614 }
12615
12616 static void __scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12617                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
12618 {
12619         /* We lose all sign bit information (except what we can pick
12620          * up from var_off)
12621          */
12622         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12623         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12624         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
12625         if (umax_val > 31 || dst_reg->u32_max_value > 1ULL << (31 - umax_val)) {
12626                 dst_reg->u32_min_value = 0;
12627                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12628         } else {
12629                 dst_reg->u32_min_value <<= umin_val;
12630                 dst_reg->u32_max_value <<= umax_val;
12631         }
12632 }
12633
12634 static void scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12635                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12636 {
12637         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12638         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12639         /* u32 alu operation will zext upper bits */
12640         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12641
12642         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
12643         dst_reg->var_off = tnum_subreg(tnum_lshift(subreg, umin_val));
12644         /* Not required but being careful mark reg64 bounds as unknown so
12645          * that we are forced to pick them up from tnum and zext later and
12646          * if some path skips this step we are still safe.
12647          */
12648         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12649         __update_reg32_bounds(dst_reg);
12650 }
12651
12652 static void __scalar64_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12653                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
12654 {
12655         /* Special case <<32 because it is a common compiler pattern to sign
12656          * extend subreg by doing <<32 s>>32. In this case if 32bit bounds are
12657          * positive we know this shift will also be positive so we can track
12658          * bounds correctly. Otherwise we lose all sign bit information except
12659          * what we can pick up from var_off. Perhaps we can generalize this
12660          * later to shifts of any length.
12661          */
12662         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_max_value >= 0)
12663                 dst_reg->smax_value = (s64)dst_reg->s32_max_value << 32;
12664         else
12665                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12666
12667         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_min_value >= 0)
12668                 dst_reg->smin_value = (s64)dst_reg->s32_min_value << 32;
12669         else
12670                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12671
12672         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
12673         if (dst_reg->umax_value > 1ULL << (63 - umax_val)) {
12674                 dst_reg->umin_value = 0;
12675                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12676         } else {
12677                 dst_reg->umin_value <<= umin_val;
12678                 dst_reg->umax_value <<= umax_val;
12679         }
12680 }
12681
12682 static void scalar_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12683                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12684 {
12685         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12686         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12687
12688         /* scalar64 calc uses 32bit unshifted bounds so must be called first */
12689         __scalar64_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
12690         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
12691
12692         dst_reg->var_off = tnum_lshift(dst_reg->var_off, umin_val);
12693         /* We may learn something more from the var_off */
12694         __update_reg_bounds(dst_reg);
12695 }
12696
12697 static void scalar32_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12698                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12699 {
12700         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12701         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12702         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12703
12704         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
12705          * be negative, then either:
12706          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
12707          *    unknown, so we lose our signed bounds
12708          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
12709          *    signed bounds
12710          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
12711          *    about the result
12712          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
12713          * unsigned bounds capture the signed bounds.
12714          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
12715          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
12716          * var_off of the result.
12717          */
12718         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12719         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12720
12721         dst_reg->var_off = tnum_rshift(subreg, umin_val);
12722         dst_reg->u32_min_value >>= umax_val;
12723         dst_reg->u32_max_value >>= umin_val;
12724
12725         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12726         __update_reg32_bounds(dst_reg);
12727 }
12728
12729 static void scalar_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12730                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12731 {
12732         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12733         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12734
12735         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
12736          * be negative, then either:
12737          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
12738          *    unknown, so we lose our signed bounds
12739          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
12740          *    signed bounds
12741          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
12742          *    about the result
12743          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
12744          * unsigned bounds capture the signed bounds.
12745          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
12746          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
12747          * var_off of the result.
12748          */
12749         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12750         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12751         dst_reg->var_off = tnum_rshift(dst_reg->var_off, umin_val);
12752         dst_reg->umin_value >>= umax_val;
12753         dst_reg->umax_value >>= umin_val;
12754
12755         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
12756          * on bits being shifted in. Take easy way out and mark unbounded
12757          * so we can recalculate later from tnum.
12758          */
12759         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12760         __update_reg_bounds(dst_reg);
12761 }
12762
12763 static void scalar32_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12764                                   struct bpf_reg_state *src_reg)
12765 {
12766         u64 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12767
12768         /* Upon reaching here, src_known is true and
12769          * umax_val is equal to umin_val.
12770          */
12771         dst_reg->s32_min_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_min_value) >> umin_val);
12772         dst_reg->s32_max_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_max_value) >> umin_val);
12773
12774         dst_reg->var_off = tnum_arshift(tnum_subreg(dst_reg->var_off), umin_val, 32);
12775
12776         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
12777          * dst_reg var_off to refine the result.
12778          */
12779         dst_reg->u32_min_value = 0;
12780         dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12781
12782         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12783         __update_reg32_bounds(dst_reg);
12784 }
12785
12786 static void scalar_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12787                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
12788 {
12789         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12790
12791         /* Upon reaching here, src_known is true and umax_val is equal
12792          * to umin_val.
12793          */
12794         dst_reg->smin_value >>= umin_val;
12795         dst_reg->smax_value >>= umin_val;
12796
12797         dst_reg->var_off = tnum_arshift(dst_reg->var_off, umin_val, 64);
12798
12799         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
12800          * dst_reg var_off to refine the result.
12801          */
12802         dst_reg->umin_value = 0;
12803         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12804
12805         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
12806          * on bits being shifted in from upper 32-bits. Take easy way out
12807          * and mark unbounded so we can recalculate later from tnum.
12808          */
12809         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12810         __update_reg_bounds(dst_reg);
12811 }
12812
12813 /* WARNING: This function does calculations on 64-bit values, but the actual
12814  * execution may occur on 32-bit values. Therefore, things like bitshifts
12815  * need extra checks in the 32-bit case.
12816  */
12817 static int adjust_scalar_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
12818                                       struct bpf_insn *insn,
12819                                       struct bpf_reg_state *dst_reg,
12820                                       struct bpf_reg_state src_reg)
12821 {
12822         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
12823         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12824         bool src_known;
12825         s64 smin_val, smax_val;
12826         u64 umin_val, umax_val;
12827         s32 s32_min_val, s32_max_val;
12828         u32 u32_min_val, u32_max_val;
12829         u64 insn_bitness = (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) ? 64 : 32;
12830         bool alu32 = (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64);
12831         int ret;
12832
12833         smin_val = src_reg.smin_value;
12834         smax_val = src_reg.smax_value;
12835         umin_val = src_reg.umin_value;
12836         umax_val = src_reg.umax_value;
12837
12838         s32_min_val = src_reg.s32_min_value;
12839         s32_max_val = src_reg.s32_max_value;
12840         u32_min_val = src_reg.u32_min_value;
12841         u32_max_val = src_reg.u32_max_value;
12842
12843         if (alu32) {
12844                 src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg.var_off);
12845                 if ((src_known &&
12846                      (s32_min_val != s32_max_val || u32_min_val != u32_max_val)) ||
12847                     s32_min_val > s32_max_val || u32_min_val > u32_max_val) {
12848                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
12849                          * derived from e.g. dead branches.
12850                          */
12851                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12852                         return 0;
12853                 }
12854         } else {
12855                 src_known = tnum_is_const(src_reg.var_off);
12856                 if ((src_known &&
12857                      (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
12858                     smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
12859                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
12860                          * derived from e.g. dead branches.
12861                          */
12862                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12863                         return 0;
12864                 }
12865         }
12866
12867         if (!src_known &&
12868             opcode != BPF_ADD && opcode != BPF_SUB && opcode != BPF_AND) {
12869                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12870                 return 0;
12871         }
12872
12873         if (sanitize_needed(opcode)) {
12874                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
12875                 if (ret < 0)
12876                         return sanitize_err(env, insn, ret, NULL, NULL);
12877         }
12878
12879         /* Calculate sign/unsigned bounds and tnum for alu32 and alu64 bit ops.
12880          * There are two classes of instructions: The first class we track both
12881          * alu32 and alu64 sign/unsigned bounds independently this provides the
12882          * greatest amount of precision when alu operations are mixed with jmp32
12883          * operations. These operations are BPF_ADD, BPF_SUB, BPF_MUL, BPF_ADD,
12884          * and BPF_OR. This is possible because these ops have fairly easy to
12885          * understand and calculate behavior in both 32-bit and 64-bit alu ops.
12886          * See alu32 verifier tests for examples. The second class of
12887          * operations, BPF_LSH, BPF_RSH, and BPF_ARSH, however are not so easy
12888          * with regards to tracking sign/unsigned bounds because the bits may
12889          * cross subreg boundaries in the alu64 case. When this happens we mark
12890          * the reg unbounded in the subreg bound space and use the resulting
12891          * tnum to calculate an approximation of the sign/unsigned bounds.
12892          */
12893         switch (opcode) {
12894         case BPF_ADD:
12895                 scalar32_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
12896                 scalar_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
12897                 dst_reg->var_off = tnum_add(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12898                 break;
12899         case BPF_SUB:
12900                 scalar32_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
12901                 scalar_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
12902                 dst_reg->var_off = tnum_sub(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12903                 break;
12904         case BPF_MUL:
12905                 dst_reg->var_off = tnum_mul(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12906                 scalar32_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
12907                 scalar_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
12908                 break;
12909         case BPF_AND:
12910                 dst_reg->var_off = tnum_and(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12911                 scalar32_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
12912                 scalar_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
12913                 break;
12914         case BPF_OR:
12915                 dst_reg->var_off = tnum_or(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12916                 scalar32_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
12917                 scalar_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
12918                 break;
12919         case BPF_XOR:
12920                 dst_reg->var_off = tnum_xor(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12921                 scalar32_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
12922                 scalar_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
12923                 break;
12924         case BPF_LSH:
12925                 if (umax_val >= insn_bitness) {
12926                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
12927                          * This includes shifts by a negative number.
12928                          */
12929                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12930                         break;
12931                 }
12932                 if (alu32)
12933                         scalar32_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
12934                 else
12935                         scalar_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
12936                 break;
12937         case BPF_RSH:
12938                 if (umax_val >= insn_bitness) {
12939                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
12940                          * This includes shifts by a negative number.
12941                          */
12942                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12943                         break;
12944                 }
12945                 if (alu32)
12946                         scalar32_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
12947                 else
12948                         scalar_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
12949                 break;
12950         case BPF_ARSH:
12951                 if (umax_val >= insn_bitness) {
12952                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
12953                          * This includes shifts by a negative number.
12954                          */
12955                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12956                         break;
12957                 }
12958                 if (alu32)
12959                         scalar32_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
12960                 else
12961                         scalar_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
12962                 break;
12963         default:
12964                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12965                 break;
12966         }
12967
12968         /* ALU32 ops are zero extended into 64bit register */
12969         if (alu32)
12970                 zext_32_to_64(dst_reg);
12971         reg_bounds_sync(dst_reg);
12972         return 0;
12973 }
12974
12975 /* Handles ALU ops other than BPF_END, BPF_NEG and BPF_MOV: computes new min/max
12976  * and var_off.
12977  */
12978 static int adjust_reg_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
12979                                    struct bpf_insn *insn)
12980 {
12981         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
12982         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
12983         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg, *src_reg;
12984         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, off_reg = {0};
12985         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12986         int err;
12987
12988         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
12989         src_reg = NULL;
12990         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE)
12991                 ptr_reg = dst_reg;
12992         else
12993                 /* Make sure ID is cleared otherwise dst_reg min/max could be
12994                  * incorrectly propagated into other registers by find_equal_scalars()
12995                  */
12996                 dst_reg->id = 0;
12997         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
12998                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
12999                 if (src_reg->type != SCALAR_VALUE) {
13000                         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE) {
13001                                 /* Combining two pointers by any ALU op yields
13002                                  * an arbitrary scalar. Disallow all math except
13003                                  * pointer subtraction
13004                                  */
13005                                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
13006                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13007                                         return 0;
13008                                 }
13009                                 verbose(env, "R%d pointer %s pointer prohibited\n",
13010                                         insn->dst_reg,
13011                                         bpf_alu_string[opcode >> 4]);
13012                                 return -EACCES;
13013                         } else {
13014                                 /* scalar += pointer
13015                                  * This is legal, but we have to reverse our
13016                                  * src/dest handling in computing the range
13017                                  */
13018                                 err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
13019                                 if (err)
13020                                         return err;
13021                                 return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
13022                                                                src_reg, dst_reg);
13023                         }
13024                 } else if (ptr_reg) {
13025                         /* pointer += scalar */
13026                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
13027                         if (err)
13028                                 return err;
13029                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
13030                                                        dst_reg, src_reg);
13031                 } else if (dst_reg->precise) {
13032                         /* if dst_reg is precise, src_reg should be precise as well */
13033                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
13034                         if (err)
13035                                 return err;
13036                 }
13037         } else {
13038                 /* Pretend the src is a reg with a known value, since we only
13039                  * need to be able to read from this state.
13040                  */
13041                 off_reg.type = SCALAR_VALUE;
13042                 __mark_reg_known(&off_reg, insn->imm);
13043                 src_reg = &off_reg;
13044                 if (ptr_reg) /* pointer += K */
13045                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
13046                                                        ptr_reg, src_reg);
13047         }
13048
13049         /* Got here implies adding two SCALAR_VALUEs */
13050         if (WARN_ON_ONCE(ptr_reg)) {
13051                 print_verifier_state(env, state, true);
13052                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected ptr_reg\n");
13053                 return -EINVAL;
13054         }
13055         if (WARN_ON(!src_reg)) {
13056                 print_verifier_state(env, state, true);
13057                 verbose(env, "verifier internal error: no src_reg\n");
13058                 return -EINVAL;
13059         }
13060         return adjust_scalar_min_max_vals(env, insn, dst_reg, *src_reg);
13061 }
13062
13063 /* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
13064 static int check_alu_op(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
13065 {
13066         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
13067         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
13068         int err;
13069
13070         if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
13071                 if (opcode == BPF_NEG) {
13072                         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
13073                             insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
13074                             insn->off != 0 || insn->imm != 0) {
13075                                 verbose(env, "BPF_NEG uses reserved fields\n");
13076                                 return -EINVAL;
13077                         }
13078                 } else {
13079                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
13080                             (insn->imm != 16 && insn->imm != 32 && insn->imm != 64) ||
13081                             (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 &&
13082                              BPF_SRC(insn->code) != BPF_TO_LE)) {
13083                                 verbose(env, "BPF_END uses reserved fields\n");
13084                                 return -EINVAL;
13085                         }
13086                 }
13087
13088                 /* check src operand */
13089                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
13090                 if (err)
13091                         return err;
13092
13093                 if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
13094                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic prohibited\n",
13095                                 insn->dst_reg);
13096                         return -EACCES;
13097                 }
13098
13099                 /* check dest operand */
13100                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
13101                 if (err)
13102                         return err;
13103
13104         } else if (opcode == BPF_MOV) {
13105
13106                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13107                         if (insn->imm != 0) {
13108                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
13109                                 return -EINVAL;
13110                         }
13111
13112                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU) {
13113                                 if (insn->off != 0 && insn->off != 8 && insn->off != 16) {
13114                                         verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
13115                                         return -EINVAL;
13116                                 }
13117                         } else {
13118                                 if (insn->off != 0 && insn->off != 8 && insn->off != 16 &&
13119                                     insn->off != 32) {
13120                                         verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
13121                                         return -EINVAL;
13122                                 }
13123                         }
13124
13125                         /* check src operand */
13126                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
13127                         if (err)
13128                                 return err;
13129                 } else {
13130                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
13131                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
13132                                 return -EINVAL;
13133                         }
13134                 }
13135
13136                 /* check dest operand, mark as required later */
13137                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
13138                 if (err)
13139                         return err;
13140
13141                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13142                         struct bpf_reg_state *src_reg = regs + insn->src_reg;
13143                         struct bpf_reg_state *dst_reg = regs + insn->dst_reg;
13144                         bool need_id = src_reg->type == SCALAR_VALUE && !src_reg->id &&
13145                                        !tnum_is_const(src_reg->var_off);
13146
13147                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
13148                                 if (insn->off == 0) {
13149                                         /* case: R1 = R2
13150                                          * copy register state to dest reg
13151                                          */
13152                                         if (need_id)
13153                                                 /* Assign src and dst registers the same ID
13154                                                  * that will be used by find_equal_scalars()
13155                                                  * to propagate min/max range.
13156                                                  */
13157                                                 src_reg->id = ++env->id_gen;
13158                                         copy_register_state(dst_reg, src_reg);
13159                                         dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
13160                                         dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
13161                                 } else {
13162                                         /* case: R1 = (s8, s16 s32)R2 */
13163                                         bool no_sext;
13164
13165                                         no_sext = src_reg->umax_value < (1ULL << (insn->off - 1));
13166                                         if (no_sext && need_id)
13167                                                 src_reg->id = ++env->id_gen;
13168                                         copy_register_state(dst_reg, src_reg);
13169                                         if (!no_sext)
13170                                                 dst_reg->id = 0;
13171                                         coerce_reg_to_size_sx(dst_reg, insn->off >> 3);
13172                                         dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
13173                                         dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
13174                                 }
13175                         } else {
13176                                 /* R1 = (u32) R2 */
13177                                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
13178                                         verbose(env,
13179                                                 "R%d partial copy of pointer\n",
13180                                                 insn->src_reg);
13181                                         return -EACCES;
13182                                 } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
13183                                         if (insn->off == 0) {
13184                                                 bool is_src_reg_u32 = src_reg->umax_value <= U32_MAX;
13185
13186                                                 if (is_src_reg_u32 && need_id)
13187                                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
13188                                                 copy_register_state(dst_reg, src_reg);
13189                                                 /* Make sure ID is cleared if src_reg is not in u32
13190                                                  * range otherwise dst_reg min/max could be incorrectly
13191                                                  * propagated into src_reg by find_equal_scalars()
13192                                                  */
13193                                                 if (!is_src_reg_u32)
13194                                                         dst_reg->id = 0;
13195                                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
13196                                                 dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
13197                                         } else {
13198                                                 /* case: W1 = (s8, s16)W2 */
13199                                                 bool no_sext = src_reg->umax_value < (1ULL << (insn->off - 1));
13200
13201                                                 if (no_sext && need_id)
13202                                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
13203                                                 copy_register_state(dst_reg, src_reg);
13204                                                 if (!no_sext)
13205                                                         dst_reg->id = 0;
13206                                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
13207                                                 dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
13208                                                 coerce_subreg_to_size_sx(dst_reg, insn->off >> 3);
13209                                         }
13210                                 } else {
13211                                         mark_reg_unknown(env, regs,
13212                                                          insn->dst_reg);
13213                                 }
13214                                 zext_32_to_64(dst_reg);
13215                                 reg_bounds_sync(dst_reg);
13216                         }
13217                 } else {
13218                         /* case: R = imm
13219                          * remember the value we stored into this reg
13220                          */
13221                         /* clear any state __mark_reg_known doesn't set */
13222                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13223                         regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
13224                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
13225                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
13226                                                  insn->imm);
13227                         } else {
13228                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
13229                                                  (u32)insn->imm);
13230                         }
13231                 }
13232
13233         } else if (opcode > BPF_END) {
13234                 verbose(env, "invalid BPF_ALU opcode %x\n", opcode);
13235                 return -EINVAL;
13236
13237         } else {        /* all other ALU ops: and, sub, xor, add, ... */
13238
13239                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13240                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
13241                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
13242                                 return -EINVAL;
13243                         }
13244                         /* check src1 operand */
13245                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
13246                         if (err)
13247                                 return err;
13248                 } else {
13249                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
13250                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
13251                                 return -EINVAL;
13252                         }
13253                 }
13254
13255                 /* check src2 operand */
13256                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
13257                 if (err)
13258                         return err;
13259
13260                 if ((opcode == BPF_MOD || opcode == BPF_DIV) &&
13261                     BPF_SRC(insn->code) == BPF_K && insn->imm == 0) {
13262                         verbose(env, "div by zero\n");
13263                         return -EINVAL;
13264                 }
13265
13266                 if ((opcode == BPF_LSH || opcode == BPF_RSH ||
13267                      opcode == BPF_ARSH) && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
13268                         int size = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ? 64 : 32;
13269
13270                         if (insn->imm < 0 || insn->imm >= size) {
13271                                 verbose(env, "invalid shift %d\n", insn->imm);
13272                                 return -EINVAL;
13273                         }
13274                 }
13275
13276                 /* check dest operand */
13277                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
13278                 if (err)
13279                         return err;
13280
13281                 return adjust_reg_min_max_vals(env, insn);
13282         }
13283
13284         return 0;
13285 }
13286
13287 static void find_good_pkt_pointers(struct bpf_verifier_state *vstate,
13288                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
13289                                    enum bpf_reg_type type,
13290                                    bool range_right_open)
13291 {
13292         struct bpf_func_state *state;
13293         struct bpf_reg_state *reg;
13294         int new_range;
13295
13296         if (dst_reg->off < 0 ||
13297             (dst_reg->off == 0 && range_right_open))
13298                 /* This doesn't give us any range */
13299                 return;
13300
13301         if (dst_reg->umax_value > MAX_PACKET_OFF ||
13302             dst_reg->umax_value + dst_reg->off > MAX_PACKET_OFF)
13303                 /* Risk of overflow.  For instance, ptr + (1<<63) may be less
13304                  * than pkt_end, but that's because it's also less than pkt.
13305                  */
13306                 return;
13307
13308         new_range = dst_reg->off;
13309         if (range_right_open)
13310                 new_range++;
13311
13312         /* Examples for register markings:
13313          *
13314          * pkt_data in dst register:
13315          *
13316          *   r2 = r3;
13317          *   r2 += 8;
13318          *   if (r2 > pkt_end) goto <handle exception>
13319          *   <access okay>
13320          *
13321          *   r2 = r3;
13322          *   r2 += 8;
13323          *   if (r2 < pkt_end) goto <access okay>
13324          *   <handle exception>
13325          *
13326          *   Where:
13327          *     r2 == dst_reg, pkt_end == src_reg
13328          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
13329          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
13330          *
13331          * pkt_data in src register:
13332          *
13333          *   r2 = r3;
13334          *   r2 += 8;
13335          *   if (pkt_end >= r2) goto <access okay>
13336          *   <handle exception>
13337          *
13338          *   r2 = r3;
13339          *   r2 += 8;
13340          *   if (pkt_end <= r2) goto <handle exception>
13341          *   <access okay>
13342          *
13343          *   Where:
13344          *     pkt_end == dst_reg, r2 == src_reg
13345          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
13346          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
13347          *
13348          * Find register r3 and mark its range as r3=pkt(id=n,off=0,r=8)
13349          * or r3=pkt(id=n,off=0,r=8-1), so that range of bytes [r3, r3 + 8)
13350          * and [r3, r3 + 8-1) respectively is safe to access depending on
13351          * the check.
13352          */
13353
13354         /* If our ids match, then we must have the same max_value.  And we
13355          * don't care about the other reg's fixed offset, since if it's too big
13356          * the range won't allow anything.
13357          * dst_reg->off is known < MAX_PACKET_OFF, therefore it fits in a u16.
13358          */
13359         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
13360                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
13361                         /* keep the maximum range already checked */
13362                         reg->range = max(reg->range, new_range);
13363         }));
13364 }
13365
13366 static int is_branch32_taken(struct bpf_reg_state *reg, u32 val, u8 opcode)
13367 {
13368         struct tnum subreg = tnum_subreg(reg->var_off);
13369         s32 sval = (s32)val;
13370
13371         switch (opcode) {
13372         case BPF_JEQ:
13373                 if (tnum_is_const(subreg))
13374                         return !!tnum_equals_const(subreg, val);
13375                 else if (val < reg->u32_min_value || val > reg->u32_max_value)
13376                         return 0;
13377                 break;
13378         case BPF_JNE:
13379                 if (tnum_is_const(subreg))
13380                         return !tnum_equals_const(subreg, val);
13381                 else if (val < reg->u32_min_value || val > reg->u32_max_value)
13382                         return 1;
13383                 break;
13384         case BPF_JSET:
13385                 if ((~subreg.mask & subreg.value) & val)
13386                         return 1;
13387                 if (!((subreg.mask | subreg.value) & val))
13388                         return 0;
13389                 break;
13390         case BPF_JGT:
13391                 if (reg->u32_min_value > val)
13392                         return 1;
13393                 else if (reg->u32_max_value <= val)
13394                         return 0;
13395                 break;
13396         case BPF_JSGT:
13397                 if (reg->s32_min_value > sval)
13398                         return 1;
13399                 else if (reg->s32_max_value <= sval)
13400                         return 0;
13401                 break;
13402         case BPF_JLT:
13403                 if (reg->u32_max_value < val)
13404                         return 1;
13405                 else if (reg->u32_min_value >= val)
13406                         return 0;
13407                 break;
13408         case BPF_JSLT:
13409                 if (reg->s32_max_value < sval)
13410                         return 1;
13411                 else if (reg->s32_min_value >= sval)
13412                         return 0;
13413                 break;
13414         case BPF_JGE:
13415                 if (reg->u32_min_value >= val)
13416                         return 1;
13417                 else if (reg->u32_max_value < val)
13418                         return 0;
13419                 break;
13420         case BPF_JSGE:
13421                 if (reg->s32_min_value >= sval)
13422                         return 1;
13423                 else if (reg->s32_max_value < sval)
13424                         return 0;
13425                 break;
13426         case BPF_JLE:
13427                 if (reg->u32_max_value <= val)
13428                         return 1;
13429                 else if (reg->u32_min_value > val)
13430                         return 0;
13431                 break;
13432         case BPF_JSLE:
13433                 if (reg->s32_max_value <= sval)
13434                         return 1;
13435                 else if (reg->s32_min_value > sval)
13436                         return 0;
13437                 break;
13438         }
13439
13440         return -1;
13441 }
13442
13443
13444 static int is_branch64_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode)
13445 {
13446         s64 sval = (s64)val;
13447
13448         switch (opcode) {
13449         case BPF_JEQ:
13450                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
13451                         return !!tnum_equals_const(reg->var_off, val);
13452                 else if (val < reg->umin_value || val > reg->umax_value)
13453                         return 0;
13454                 break;
13455         case BPF_JNE:
13456                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
13457                         return !tnum_equals_const(reg->var_off, val);
13458                 else if (val < reg->umin_value || val > reg->umax_value)
13459                         return 1;
13460                 break;
13461         case BPF_JSET:
13462                 if ((~reg->var_off.mask & reg->var_off.value) & val)
13463                         return 1;
13464                 if (!((reg->var_off.mask | reg->var_off.value) & val))
13465                         return 0;
13466                 break;
13467         case BPF_JGT:
13468                 if (reg->umin_value > val)
13469                         return 1;
13470                 else if (reg->umax_value <= val)
13471                         return 0;
13472                 break;
13473         case BPF_JSGT:
13474                 if (reg->smin_value > sval)
13475                         return 1;
13476                 else if (reg->smax_value <= sval)
13477                         return 0;
13478                 break;
13479         case BPF_JLT:
13480                 if (reg->umax_value < val)
13481                         return 1;
13482                 else if (reg->umin_value >= val)
13483                         return 0;
13484                 break;
13485         case BPF_JSLT:
13486                 if (reg->smax_value < sval)
13487                         return 1;
13488                 else if (reg->smin_value >= sval)
13489                         return 0;
13490                 break;
13491         case BPF_JGE:
13492                 if (reg->umin_value >= val)
13493                         return 1;
13494                 else if (reg->umax_value < val)
13495                         return 0;
13496                 break;
13497         case BPF_JSGE:
13498                 if (reg->smin_value >= sval)
13499                         return 1;
13500                 else if (reg->smax_value < sval)
13501                         return 0;
13502                 break;
13503         case BPF_JLE:
13504                 if (reg->umax_value <= val)
13505                         return 1;
13506                 else if (reg->umin_value > val)
13507                         return 0;
13508                 break;
13509         case BPF_JSLE:
13510                 if (reg->smax_value <= sval)
13511                         return 1;
13512                 else if (reg->smin_value > sval)
13513                         return 0;
13514                 break;
13515         }
13516
13517         return -1;
13518 }
13519
13520 /* compute branch direction of the expression "if (reg opcode val) goto target;"
13521  * and return:
13522  *  1 - branch will be taken and "goto target" will be executed
13523  *  0 - branch will not be taken and fall-through to next insn
13524  * -1 - unknown. Example: "if (reg < 5)" is unknown when register value
13525  *      range [0,10]
13526  */
13527 static int is_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode,
13528                            bool is_jmp32)
13529 {
13530         if (__is_pointer_value(false, reg)) {
13531                 if (!reg_not_null(reg))
13532                         return -1;
13533
13534                 /* If pointer is valid tests against zero will fail so we can
13535                  * use this to direct branch taken.
13536                  */
13537                 if (val != 0)
13538                         return -1;
13539
13540                 switch (opcode) {
13541                 case BPF_JEQ:
13542                         return 0;
13543                 case BPF_JNE:
13544                         return 1;
13545                 default:
13546                         return -1;
13547                 }
13548         }
13549
13550         if (is_jmp32)
13551                 return is_branch32_taken(reg, val, opcode);
13552         return is_branch64_taken(reg, val, opcode);
13553 }
13554
13555 static int flip_opcode(u32 opcode)
13556 {
13557         /* How can we transform "a <op> b" into "b <op> a"? */
13558         static const u8 opcode_flip[16] = {
13559                 /* these stay the same */
13560                 [BPF_JEQ  >> 4] = BPF_JEQ,
13561                 [BPF_JNE  >> 4] = BPF_JNE,
13562                 [BPF_JSET >> 4] = BPF_JSET,
13563                 /* these swap "lesser" and "greater" (L and G in the opcodes) */
13564                 [BPF_JGE  >> 4] = BPF_JLE,
13565                 [BPF_JGT  >> 4] = BPF_JLT,
13566                 [BPF_JLE  >> 4] = BPF_JGE,
13567                 [BPF_JLT  >> 4] = BPF_JGT,
13568                 [BPF_JSGE >> 4] = BPF_JSLE,
13569                 [BPF_JSGT >> 4] = BPF_JSLT,
13570                 [BPF_JSLE >> 4] = BPF_JSGE,
13571                 [BPF_JSLT >> 4] = BPF_JSGT
13572         };
13573         return opcode_flip[opcode >> 4];
13574 }
13575
13576 static int is_pkt_ptr_branch_taken(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13577                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
13578                                    u8 opcode)
13579 {
13580         struct bpf_reg_state *pkt;
13581
13582         if (src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
13583                 pkt = dst_reg;
13584         } else if (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
13585                 pkt = src_reg;
13586                 opcode = flip_opcode(opcode);
13587         } else {
13588                 return -1;
13589         }
13590
13591         if (pkt->range >= 0)
13592                 return -1;
13593
13594         switch (opcode) {
13595         case BPF_JLE:
13596                 /* pkt <= pkt_end */
13597                 fallthrough;
13598         case BPF_JGT:
13599                 /* pkt > pkt_end */
13600                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END)
13601                         /* pkt has at last one extra byte beyond pkt_end */
13602                         return opcode == BPF_JGT;
13603                 break;
13604         case BPF_JLT:
13605                 /* pkt < pkt_end */
13606                 fallthrough;
13607         case BPF_JGE:
13608                 /* pkt >= pkt_end */
13609                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END || pkt->range == AT_PKT_END)
13610                         return opcode == BPF_JGE;
13611                 break;
13612         }
13613         return -1;
13614 }
13615
13616 /* Adjusts the register min/max values in the case that the dst_reg is the
13617  * variable register that we are working on, and src_reg is a constant or we're
13618  * simply doing a BPF_K check.
13619  * In JEQ/JNE cases we also adjust the var_off values.
13620  */
13621 static void reg_set_min_max(struct bpf_reg_state *true_reg,
13622                             struct bpf_reg_state *false_reg,
13623                             u64 val, u32 val32,
13624                             u8 opcode, bool is_jmp32)
13625 {
13626         struct tnum false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
13627         struct tnum false_64off = false_reg->var_off;
13628         struct tnum true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
13629         struct tnum true_64off = true_reg->var_off;
13630         s64 sval = (s64)val;
13631         s32 sval32 = (s32)val32;
13632
13633         /* If the dst_reg is a pointer, we can't learn anything about its
13634          * variable offset from the compare (unless src_reg were a pointer into
13635          * the same object, but we don't bother with that.
13636          * Since false_reg and true_reg have the same type by construction, we
13637          * only need to check one of them for pointerness.
13638          */
13639         if (__is_pointer_value(false, false_reg))
13640                 return;
13641
13642         switch (opcode) {
13643         /* JEQ/JNE comparison doesn't change the register equivalence.
13644          *
13645          * r1 = r2;
13646          * if (r1 == 42) goto label;
13647          * ...
13648          * label: // here both r1 and r2 are known to be 42.
13649          *
13650          * Hence when marking register as known preserve it's ID.
13651          */
13652         case BPF_JEQ:
13653                 if (is_jmp32) {
13654                         __mark_reg32_known(true_reg, val32);
13655                         true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
13656                 } else {
13657                         ___mark_reg_known(true_reg, val);
13658                         true_64off = true_reg->var_off;
13659                 }
13660                 break;
13661         case BPF_JNE:
13662                 if (is_jmp32) {
13663                         __mark_reg32_known(false_reg, val32);
13664                         false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
13665                 } else {
13666                         ___mark_reg_known(false_reg, val);
13667                         false_64off = false_reg->var_off;
13668                 }
13669                 break;
13670         case BPF_JSET:
13671                 if (is_jmp32) {
13672                         false_32off = tnum_and(false_32off, tnum_const(~val32));
13673                         if (is_power_of_2(val32))
13674                                 true_32off = tnum_or(true_32off,
13675                                                      tnum_const(val32));
13676                 } else {
13677                         false_64off = tnum_and(false_64off, tnum_const(~val));
13678                         if (is_power_of_2(val))
13679                                 true_64off = tnum_or(true_64off,
13680                                                      tnum_const(val));
13681                 }
13682                 break;
13683         case BPF_JGE:
13684         case BPF_JGT:
13685         {
13686                 if (is_jmp32) {
13687                         u32 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val32  : val32 - 1;
13688                         u32 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val32 + 1 : val32;
13689
13690                         false_reg->u32_max_value = min(false_reg->u32_max_value,
13691                                                        false_umax);
13692                         true_reg->u32_min_value = max(true_reg->u32_min_value,
13693                                                       true_umin);
13694                 } else {
13695                         u64 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val    : val - 1;
13696                         u64 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val + 1 : val;
13697
13698                         false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, false_umax);
13699                         true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, true_umin);
13700                 }
13701                 break;
13702         }
13703         case BPF_JSGE:
13704         case BPF_JSGT:
13705         {
13706                 if (is_jmp32) {
13707                         s32 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval32    : sval32 - 1;
13708                         s32 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval32 + 1 : sval32;
13709
13710                         false_reg->s32_max_value = min(false_reg->s32_max_value, false_smax);
13711                         true_reg->s32_min_value = max(true_reg->s32_min_value, true_smin);
13712                 } else {
13713                         s64 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval    : sval - 1;
13714                         s64 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval + 1 : sval;
13715
13716                         false_reg->smax_value = min(false_reg->smax_value, false_smax);
13717                         true_reg->smin_value = max(true_reg->smin_value, true_smin);
13718                 }
13719                 break;
13720         }
13721         case BPF_JLE:
13722         case BPF_JLT:
13723         {
13724                 if (is_jmp32) {
13725                         u32 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val32  : val32 + 1;
13726                         u32 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val32 - 1 : val32;
13727
13728                         false_reg->u32_min_value = max(false_reg->u32_min_value,
13729                                                        false_umin);
13730                         true_reg->u32_max_value = min(true_reg->u32_max_value,
13731                                                       true_umax);
13732                 } else {
13733                         u64 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val    : val + 1;
13734                         u64 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val - 1 : val;
13735
13736                         false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, false_umin);
13737                         true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, true_umax);
13738                 }
13739                 break;
13740         }
13741         case BPF_JSLE:
13742         case BPF_JSLT:
13743         {
13744                 if (is_jmp32) {
13745                         s32 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval32    : sval32 + 1;
13746                         s32 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval32 - 1 : sval32;
13747
13748                         false_reg->s32_min_value = max(false_reg->s32_min_value, false_smin);
13749                         true_reg->s32_max_value = min(true_reg->s32_max_value, true_smax);
13750                 } else {
13751                         s64 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval    : sval + 1;
13752                         s64 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval - 1 : sval;
13753
13754                         false_reg->smin_value = max(false_reg->smin_value, false_smin);
13755                         true_reg->smax_value = min(true_reg->smax_value, true_smax);
13756                 }
13757                 break;
13758         }
13759         default:
13760                 return;
13761         }
13762
13763         if (is_jmp32) {
13764                 false_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(false_64off),
13765                                              tnum_subreg(false_32off));
13766                 true_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(true_64off),
13767                                             tnum_subreg(true_32off));
13768                 __reg_combine_32_into_64(false_reg);
13769                 __reg_combine_32_into_64(true_reg);
13770         } else {
13771                 false_reg->var_off = false_64off;
13772                 true_reg->var_off = true_64off;
13773                 __reg_combine_64_into_32(false_reg);
13774                 __reg_combine_64_into_32(true_reg);
13775         }
13776 }
13777
13778 /* Same as above, but for the case that dst_reg holds a constant and src_reg is
13779  * the variable reg.
13780  */
13781 static void reg_set_min_max_inv(struct bpf_reg_state *true_reg,
13782                                 struct bpf_reg_state *false_reg,
13783                                 u64 val, u32 val32,
13784                                 u8 opcode, bool is_jmp32)
13785 {
13786         opcode = flip_opcode(opcode);
13787         /* This uses zero as "not present in table"; luckily the zero opcode,
13788          * BPF_JA, can't get here.
13789          */
13790         if (opcode)
13791                 reg_set_min_max(true_reg, false_reg, val, val32, opcode, is_jmp32);
13792 }
13793
13794 /* Regs are known to be equal, so intersect their min/max/var_off */
13795 static void __reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *src_reg,
13796                                   struct bpf_reg_state *dst_reg)
13797 {
13798         src_reg->umin_value = dst_reg->umin_value = max(src_reg->umin_value,
13799                                                         dst_reg->umin_value);
13800         src_reg->umax_value = dst_reg->umax_value = min(src_reg->umax_value,
13801                                                         dst_reg->umax_value);
13802         src_reg->smin_value = dst_reg->smin_value = max(src_reg->smin_value,
13803                                                         dst_reg->smin_value);
13804         src_reg->smax_value = dst_reg->smax_value = min(src_reg->smax_value,
13805                                                         dst_reg->smax_value);
13806         src_reg->var_off = dst_reg->var_off = tnum_intersect(src_reg->var_off,
13807                                                              dst_reg->var_off);
13808         reg_bounds_sync(src_reg);
13809         reg_bounds_sync(dst_reg);
13810 }
13811
13812 static void reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *true_src,
13813                                 struct bpf_reg_state *true_dst,
13814                                 struct bpf_reg_state *false_src,
13815                                 struct bpf_reg_state *false_dst,
13816                                 u8 opcode)
13817 {
13818         switch (opcode) {
13819         case BPF_JEQ:
13820                 __reg_combine_min_max(true_src, true_dst);
13821                 break;
13822         case BPF_JNE:
13823                 __reg_combine_min_max(false_src, false_dst);
13824                 break;
13825         }
13826 }
13827
13828 static void mark_ptr_or_null_reg(struct bpf_func_state *state,
13829                                  struct bpf_reg_state *reg, u32 id,
13830                                  bool is_null)
13831 {
13832         if (type_may_be_null(reg->type) && reg->id == id &&
13833             (is_rcu_reg(reg) || !WARN_ON_ONCE(!reg->id))) {
13834                 /* Old offset (both fixed and variable parts) should have been
13835                  * known-zero, because we don't allow pointer arithmetic on
13836                  * pointers that might be NULL. If we see this happening, don't
13837                  * convert the register.
13838                  *
13839                  * But in some cases, some helpers that return local kptrs
13840                  * advance offset for the returned pointer. In those cases, it
13841                  * is fine to expect to see reg->off.
13842                  */
13843                 if (WARN_ON_ONCE(reg->smin_value || reg->smax_value || !tnum_equals_const(reg->var_off, 0)))
13844                         return;
13845                 if (!(type_is_ptr_alloc_obj(reg->type) || type_is_non_owning_ref(reg->type)) &&
13846                     WARN_ON_ONCE(reg->off))
13847                         return;
13848
13849                 if (is_null) {
13850                         reg->type = SCALAR_VALUE;
13851                         /* We don't need id and ref_obj_id from this point
13852                          * onwards anymore, thus we should better reset it,
13853                          * so that state pruning has chances to take effect.
13854                          */
13855                         reg->id = 0;
13856                         reg->ref_obj_id = 0;
13857
13858                         return;
13859                 }
13860
13861                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
13862
13863                 if (!reg_may_point_to_spin_lock(reg)) {
13864                         /* For not-NULL ptr, reg->ref_obj_id will be reset
13865                          * in release_reference().
13866                          *
13867                          * reg->id is still used by spin_lock ptr. Other
13868                          * than spin_lock ptr type, reg->id can be reset.
13869                          */
13870                         reg->id = 0;
13871                 }
13872         }
13873 }
13874
13875 /* The logic is similar to find_good_pkt_pointers(), both could eventually
13876  * be folded together at some point.
13877  */
13878 static void mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, u32 regno,
13879                                   bool is_null)
13880 {
13881         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
13882         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
13883         u32 ref_obj_id = regs[regno].ref_obj_id;
13884         u32 id = regs[regno].id;
13885
13886         if (ref_obj_id && ref_obj_id == id && is_null)
13887                 /* regs[regno] is in the " == NULL" branch.
13888                  * No one could have freed the reference state before
13889                  * doing the NULL check.
13890                  */
13891                 WARN_ON_ONCE(release_reference_state(state, id));
13892
13893         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
13894                 mark_ptr_or_null_reg(state, reg, id, is_null);
13895         }));
13896 }
13897
13898 static bool try_match_pkt_pointers(const struct bpf_insn *insn,
13899                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
13900                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
13901                                    struct bpf_verifier_state *this_branch,
13902                                    struct bpf_verifier_state *other_branch)
13903 {
13904         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_X)
13905                 return false;
13906
13907         /* Pointers are always 64-bit. */
13908         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32)
13909                 return false;
13910
13911         switch (BPF_OP(insn->code)) {
13912         case BPF_JGT:
13913                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13914                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13915                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13916                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13917                         /* pkt_data' > pkt_end, pkt_meta' > pkt_data */
13918                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
13919                                                dst_reg->type, false);
13920                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, true);
13921                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
13922                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
13923                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
13924                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
13925                         /* pkt_end > pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
13926                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
13927                                                src_reg->type, true);
13928                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, false);
13929                 } else {
13930                         return false;
13931                 }
13932                 break;
13933         case BPF_JLT:
13934                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13935                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13936                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13937                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13938                         /* pkt_data' < pkt_end, pkt_meta' < pkt_data */
13939                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
13940                                                dst_reg->type, true);
13941                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, false);
13942                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
13943                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
13944                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
13945                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
13946                         /* pkt_end < pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
13947                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
13948                                                src_reg->type, false);
13949                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, true);
13950                 } else {
13951                         return false;
13952                 }
13953                 break;
13954         case BPF_JGE:
13955                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13956                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13957                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13958                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13959                         /* pkt_data' >= pkt_end, pkt_meta' >= pkt_data */
13960                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
13961                                                dst_reg->type, true);
13962                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, false);
13963                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
13964                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
13965                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
13966                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
13967                         /* pkt_end >= pkt_data', pkt_data >= pkt_meta' */
13968                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
13969                                                src_reg->type, false);
13970                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, true);
13971                 } else {
13972                         return false;
13973                 }
13974                 break;
13975         case BPF_JLE:
13976                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13977                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13978                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13979                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13980                         /* pkt_data' <= pkt_end, pkt_meta' <= pkt_data */
13981                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
13982                                                dst_reg->type, false);
13983                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, true);
13984                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
13985                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
13986                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
13987                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
13988                         /* pkt_end <= pkt_data', pkt_data <= pkt_meta' */
13989                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
13990                                                src_reg->type, true);
13991                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, false);
13992                 } else {
13993                         return false;
13994                 }
13995                 break;
13996         default:
13997                 return false;
13998         }
13999
14000         return true;
14001 }
14002
14003 static void find_equal_scalars(struct bpf_verifier_state *vstate,
14004                                struct bpf_reg_state *known_reg)
14005 {
14006         struct bpf_func_state *state;
14007         struct bpf_reg_state *reg;
14008
14009         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
14010                 if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
14011                         copy_register_state(reg, known_reg);
14012         }));
14013 }
14014
14015 static int check_cond_jmp_op(struct bpf_verifier_env *env,
14016                              struct bpf_insn *insn, int *insn_idx)
14017 {
14018         struct bpf_verifier_state *this_branch = env->cur_state;
14019         struct bpf_verifier_state *other_branch;
14020         struct bpf_reg_state *regs = this_branch->frame[this_branch->curframe]->regs;
14021         struct bpf_reg_state *dst_reg, *other_branch_regs, *src_reg = NULL;
14022         struct bpf_reg_state *eq_branch_regs;
14023         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
14024         bool is_jmp32;
14025         int pred = -1;
14026         int err;
14027
14028         /* Only conditional jumps are expected to reach here. */
14029         if (opcode == BPF_JA || opcode > BPF_JSLE) {
14030                 verbose(env, "invalid BPF_JMP/JMP32 opcode %x\n", opcode);
14031                 return -EINVAL;
14032         }
14033
14034         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
14035                 if (insn->imm != 0) {
14036                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
14037                         return -EINVAL;
14038                 }
14039
14040                 /* check src1 operand */
14041                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
14042                 if (err)
14043                         return err;
14044
14045                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
14046                         verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
14047                                 insn->src_reg);
14048                         return -EACCES;
14049                 }
14050                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
14051         } else {
14052                 if (insn->src_reg != BPF_REG_0) {
14053                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
14054                         return -EINVAL;
14055                 }
14056         }
14057
14058         /* check src2 operand */
14059         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
14060         if (err)
14061                 return err;
14062
14063         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
14064         is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
14065
14066         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
14067                 pred = is_branch_taken(dst_reg, insn->imm, opcode, is_jmp32);
14068         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
14069                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))) {
14070                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
14071                                        tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
14072                                        opcode,
14073                                        is_jmp32);
14074         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
14075                    !is_jmp32 && tnum_is_const(src_reg->var_off)) {
14076                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
14077                                        src_reg->var_off.value,
14078                                        opcode,
14079                                        is_jmp32);
14080         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
14081                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))) {
14082                 pred = is_branch_taken(src_reg,
14083                                        tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
14084                                        flip_opcode(opcode),
14085                                        is_jmp32);
14086         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
14087                    !is_jmp32 && tnum_is_const(dst_reg->var_off)) {
14088                 pred = is_branch_taken(src_reg,
14089                                        dst_reg->var_off.value,
14090                                        flip_opcode(opcode),
14091                                        is_jmp32);
14092         } else if (reg_is_pkt_pointer_any(dst_reg) &&
14093                    reg_is_pkt_pointer_any(src_reg) &&
14094                    !is_jmp32) {
14095                 pred = is_pkt_ptr_branch_taken(dst_reg, src_reg, opcode);
14096         }
14097
14098         if (pred >= 0) {
14099                 /* If we get here with a dst_reg pointer type it is because
14100                  * above is_branch_taken() special cased the 0 comparison.
14101                  */
14102                 if (!__is_pointer_value(false, dst_reg))
14103                         err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
14104                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && !err &&
14105                     !__is_pointer_value(false, src_reg))
14106                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
14107                 if (err)
14108                         return err;
14109         }
14110
14111         if (pred == 1) {
14112                 /* Only follow the goto, ignore fall-through. If needed, push
14113                  * the fall-through branch for simulation under speculative
14114                  * execution.
14115                  */
14116                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
14117                     !sanitize_speculative_path(env, insn, *insn_idx + 1,
14118                                                *insn_idx))
14119                         return -EFAULT;
14120                 *insn_idx += insn->off;
14121                 return 0;
14122         } else if (pred == 0) {
14123                 /* Only follow the fall-through branch, since that's where the
14124                  * program will go. If needed, push the goto branch for
14125                  * simulation under speculative execution.
14126                  */
14127                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
14128                     !sanitize_speculative_path(env, insn,
14129                                                *insn_idx + insn->off + 1,
14130                                                *insn_idx))
14131                         return -EFAULT;
14132                 return 0;
14133         }
14134
14135         other_branch = push_stack(env, *insn_idx + insn->off + 1, *insn_idx,
14136                                   false);
14137         if (!other_branch)
14138                 return -EFAULT;
14139         other_branch_regs = other_branch->frame[other_branch->curframe]->regs;
14140
14141         /* detect if we are comparing against a constant value so we can adjust
14142          * our min/max values for our dst register.
14143          * this is only legit if both are scalars (or pointers to the same
14144          * object, I suppose, see the PTR_MAYBE_NULL related if block below),
14145          * because otherwise the different base pointers mean the offsets aren't
14146          * comparable.
14147          */
14148         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
14149                 struct bpf_reg_state *src_reg = &regs[insn->src_reg];
14150
14151                 if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
14152                     src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
14153                         if (tnum_is_const(src_reg->var_off) ||
14154                             (is_jmp32 &&
14155                              tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))))
14156                                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
14157                                                 dst_reg,
14158                                                 src_reg->var_off.value,
14159                                                 tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
14160                                                 opcode, is_jmp32);
14161                         else if (tnum_is_const(dst_reg->var_off) ||
14162                                  (is_jmp32 &&
14163                                   tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))))
14164                                 reg_set_min_max_inv(&other_branch_regs[insn->src_reg],
14165                                                     src_reg,
14166                                                     dst_reg->var_off.value,
14167                                                     tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
14168                                                     opcode, is_jmp32);
14169                         else if (!is_jmp32 &&
14170                                  (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE))
14171                                 /* Comparing for equality, we can combine knowledge */
14172                                 reg_combine_min_max(&other_branch_regs[insn->src_reg],
14173                                                     &other_branch_regs[insn->dst_reg],
14174                                                     src_reg, dst_reg, opcode);
14175                         if (src_reg->id &&
14176                             !WARN_ON_ONCE(src_reg->id != other_branch_regs[insn->src_reg].id)) {
14177                                 find_equal_scalars(this_branch, src_reg);
14178                                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->src_reg]);
14179                         }
14180
14181                 }
14182         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE) {
14183                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
14184                                         dst_reg, insn->imm, (u32)insn->imm,
14185                                         opcode, is_jmp32);
14186         }
14187
14188         if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE && dst_reg->id &&
14189             !WARN_ON_ONCE(dst_reg->id != other_branch_regs[insn->dst_reg].id)) {
14190                 find_equal_scalars(this_branch, dst_reg);
14191                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->dst_reg]);
14192         }
14193
14194         /* if one pointer register is compared to another pointer
14195          * register check if PTR_MAYBE_NULL could be lifted.
14196          * E.g. register A - maybe null
14197          *      register B - not null
14198          * for JNE A, B, ... - A is not null in the false branch;
14199          * for JEQ A, B, ... - A is not null in the true branch.
14200          *
14201          * Since PTR_TO_BTF_ID points to a kernel struct that does
14202          * not need to be null checked by the BPF program, i.e.,
14203          * could be null even without PTR_MAYBE_NULL marking, so
14204          * only propagate nullness when neither reg is that type.
14205          */
14206         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
14207             __is_pointer_value(false, src_reg) && __is_pointer_value(false, dst_reg) &&
14208             type_may_be_null(src_reg->type) != type_may_be_null(dst_reg->type) &&
14209             base_type(src_reg->type) != PTR_TO_BTF_ID &&
14210             base_type(dst_reg->type) != PTR_TO_BTF_ID) {
14211                 eq_branch_regs = NULL;
14212                 switch (opcode) {
14213                 case BPF_JEQ:
14214                         eq_branch_regs = other_branch_regs;
14215                         break;
14216                 case BPF_JNE:
14217                         eq_branch_regs = regs;
14218                         break;
14219                 default:
14220                         /* do nothing */
14221                         break;
14222                 }
14223                 if (eq_branch_regs) {
14224                         if (type_may_be_null(src_reg->type))
14225                                 mark_ptr_not_null_reg(&eq_branch_regs[insn->src_reg]);
14226                         else
14227                                 mark_ptr_not_null_reg(&eq_branch_regs[insn->dst_reg]);
14228                 }
14229         }
14230
14231         /* detect if R == 0 where R is returned from bpf_map_lookup_elem().
14232          * NOTE: these optimizations below are related with pointer comparison
14233          *       which will never be JMP32.
14234          */
14235         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
14236             insn->imm == 0 && (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
14237             type_may_be_null(dst_reg->type)) {
14238                 /* Mark all identical registers in each branch as either
14239                  * safe or unknown depending R == 0 or R != 0 conditional.
14240                  */
14241                 mark_ptr_or_null_regs(this_branch, insn->dst_reg,
14242                                       opcode == BPF_JNE);
14243                 mark_ptr_or_null_regs(other_branch, insn->dst_reg,
14244                                       opcode == BPF_JEQ);
14245         } else if (!try_match_pkt_pointers(insn, dst_reg, &regs[insn->src_reg],
14246                                            this_branch, other_branch) &&
14247                    is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
14248                 verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
14249                         insn->dst_reg);
14250                 return -EACCES;
14251         }
14252         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
14253                 print_insn_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
14254         return 0;
14255 }
14256
14257 /* verify BPF_LD_IMM64 instruction */
14258 static int check_ld_imm(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
14259 {
14260         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
14261         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
14262         struct bpf_reg_state *dst_reg;
14263         struct bpf_map *map;
14264         int err;
14265
14266         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
14267                 verbose(env, "invalid BPF_LD_IMM insn\n");
14268                 return -EINVAL;
14269         }
14270         if (insn->off != 0) {
14271                 verbose(env, "BPF_LD_IMM64 uses reserved fields\n");
14272                 return -EINVAL;
14273         }
14274
14275         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
14276         if (err)
14277                 return err;
14278
14279         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
14280         if (insn->src_reg == 0) {
14281                 u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
14282
14283                 dst_reg->type = SCALAR_VALUE;
14284                 __mark_reg_known(&regs[insn->dst_reg], imm);
14285                 return 0;
14286         }
14287
14288         /* All special src_reg cases are listed below. From this point onwards
14289          * we either succeed and assign a corresponding dst_reg->type after
14290          * zeroing the offset, or fail and reject the program.
14291          */
14292         mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
14293
14294         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
14295                 dst_reg->type = aux->btf_var.reg_type;
14296                 switch (base_type(dst_reg->type)) {
14297                 case PTR_TO_MEM:
14298                         dst_reg->mem_size = aux->btf_var.mem_size;
14299                         break;
14300                 case PTR_TO_BTF_ID:
14301                         dst_reg->btf = aux->btf_var.btf;
14302                         dst_reg->btf_id = aux->btf_var.btf_id;
14303                         break;
14304                 default:
14305                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14306                         return -EFAULT;
14307                 }
14308                 return 0;
14309         }
14310
14311         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
14312                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
14313                 u32 subprogno = find_subprog(env,
14314                                              env->insn_idx + insn->imm + 1);
14315
14316                 if (!aux->func_info) {
14317                         verbose(env, "missing btf func_info\n");
14318                         return -EINVAL;
14319                 }
14320                 if (aux->func_info_aux[subprogno].linkage != BTF_FUNC_STATIC) {
14321                         verbose(env, "callback function not static\n");
14322                         return -EINVAL;
14323                 }
14324
14325                 dst_reg->type = PTR_TO_FUNC;
14326                 dst_reg->subprogno = subprogno;
14327                 return 0;
14328         }
14329
14330         map = env->used_maps[aux->map_index];
14331         dst_reg->map_ptr = map;
14332
14333         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_VALUE ||
14334             insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE) {
14335                 dst_reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
14336                 dst_reg->off = aux->map_off;
14337                 WARN_ON_ONCE(map->max_entries != 1);
14338                 /* We want reg->id to be same (0) as map_value is not distinct */
14339         } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
14340                    insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
14341                 dst_reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
14342         } else {
14343                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14344                 return -EINVAL;
14345         }
14346
14347         return 0;
14348 }
14349
14350 static bool may_access_skb(enum bpf_prog_type type)
14351 {
14352         switch (type) {
14353         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
14354         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
14355         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
14356                 return true;
14357         default:
14358                 return false;
14359         }
14360 }
14361
14362 /* verify safety of LD_ABS|LD_IND instructions:
14363  * - they can only appear in the programs where ctx == skb
14364  * - since they are wrappers of function calls, they scratch R1-R5 registers,
14365  *   preserve R6-R9, and store return value into R0
14366  *
14367  * Implicit input:
14368  *   ctx == skb == R6 == CTX
14369  *
14370  * Explicit input:
14371  *   SRC == any register
14372  *   IMM == 32-bit immediate
14373  *
14374  * Output:
14375  *   R0 - 8/16/32-bit skb data converted to cpu endianness
14376  */
14377 static int check_ld_abs(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
14378 {
14379         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
14380         static const int ctx_reg = BPF_REG_6;
14381         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
14382         int i, err;
14383
14384         if (!may_access_skb(resolve_prog_type(env->prog))) {
14385                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions not allowed for this program type\n");
14386                 return -EINVAL;
14387         }
14388
14389         if (!env->ops->gen_ld_abs) {
14390                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14391                 return -EINVAL;
14392         }
14393
14394         if (insn->dst_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
14395             BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW ||
14396             (mode == BPF_ABS && insn->src_reg != BPF_REG_0)) {
14397                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] uses reserved fields\n");
14398                 return -EINVAL;
14399         }
14400
14401         /* check whether implicit source operand (register R6) is readable */
14402         err = check_reg_arg(env, ctx_reg, SRC_OP);
14403         if (err)
14404                 return err;
14405
14406         /* Disallow usage of BPF_LD_[ABS|IND] with reference tracking, as
14407          * gen_ld_abs() may terminate the program at runtime, leading to
14408          * reference leak.
14409          */
14410         err = check_reference_leak(env);
14411         if (err) {
14412                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be mixed with socket references\n");
14413                 return err;
14414         }
14415
14416         if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
14417                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_spin_lock-ed region\n");
14418                 return -EINVAL;
14419         }
14420
14421         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
14422                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_rcu_read_lock-ed region\n");
14423                 return -EINVAL;
14424         }
14425
14426         if (regs[ctx_reg].type != PTR_TO_CTX) {
14427                 verbose(env,
14428                         "at the time of BPF_LD_ABS|IND R6 != pointer to skb\n");
14429                 return -EINVAL;
14430         }
14431
14432         if (mode == BPF_IND) {
14433                 /* check explicit source operand */
14434                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
14435                 if (err)
14436                         return err;
14437         }
14438
14439         err = check_ptr_off_reg(env, &regs[ctx_reg], ctx_reg);
14440         if (err < 0)
14441                 return err;
14442
14443         /* reset caller saved regs to unreadable */
14444         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
14445                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
14446                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
14447         }
14448
14449         /* mark destination R0 register as readable, since it contains
14450          * the value fetched from the packet.
14451          * Already marked as written above.
14452          */
14453         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
14454         /* ld_abs load up to 32-bit skb data. */
14455         regs[BPF_REG_0].subreg_def = env->insn_idx + 1;
14456         return 0;
14457 }
14458
14459 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env)
14460 {
14461         struct tnum enforce_attach_type_range = tnum_unknown;
14462         const struct bpf_prog *prog = env->prog;
14463         struct bpf_reg_state *reg;
14464         struct tnum range = tnum_range(0, 1);
14465         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
14466         int err;
14467         struct bpf_func_state *frame = env->cur_state->frame[0];
14468         const bool is_subprog = frame->subprogno;
14469
14470         /* LSM and struct_ops func-ptr's return type could be "void" */
14471         if (!is_subprog) {
14472                 switch (prog_type) {
14473                 case BPF_PROG_TYPE_LSM:
14474                         if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP)
14475                                 /* See below, can be 0 or 0-1 depending on hook. */
14476                                 break;
14477                         fallthrough;
14478                 case BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS:
14479                         if (!prog->aux->attach_func_proto->type)
14480                                 return 0;
14481                         break;
14482                 default:
14483                         break;
14484                 }
14485         }
14486
14487         /* eBPF calling convention is such that R0 is used
14488          * to return the value from eBPF program.
14489          * Make sure that it's readable at this time
14490          * of bpf_exit, which means that program wrote
14491          * something into it earlier
14492          */
14493         err = check_reg_arg(env, BPF_REG_0, SRC_OP);
14494         if (err)
14495                 return err;
14496
14497         if (is_pointer_value(env, BPF_REG_0)) {
14498                 verbose(env, "R0 leaks addr as return value\n");
14499                 return -EACCES;
14500         }
14501
14502         reg = cur_regs(env) + BPF_REG_0;
14503
14504         if (frame->in_async_callback_fn) {
14505                 /* enforce return zero from async callbacks like timer */
14506                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
14507                         verbose(env, "In async callback the register R0 is not a known value (%s)\n",
14508                                 reg_type_str(env, reg->type));
14509                         return -EINVAL;
14510                 }
14511
14512                 if (!tnum_in(tnum_const(0), reg->var_off)) {
14513                         verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "async callback", "R0");
14514                         return -EINVAL;
14515                 }
14516                 return 0;
14517         }
14518
14519         if (is_subprog) {
14520                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
14521                         verbose(env, "At subprogram exit the register R0 is not a scalar value (%s)\n",
14522                                 reg_type_str(env, reg->type));
14523                         return -EINVAL;
14524                 }
14525                 return 0;
14526         }
14527
14528         switch (prog_type) {
14529         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR:
14530                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP4_RECVMSG ||
14531                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP6_RECVMSG ||
14532                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETPEERNAME ||
14533                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETPEERNAME ||
14534                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETSOCKNAME ||
14535                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETSOCKNAME)
14536                         range = tnum_range(1, 1);
14537                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_BIND ||
14538                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_BIND)
14539                         range = tnum_range(0, 3);
14540                 break;
14541         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
14542                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET_EGRESS) {
14543                         range = tnum_range(0, 3);
14544                         enforce_attach_type_range = tnum_range(2, 3);
14545                 }
14546                 break;
14547         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK:
14548         case BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS:
14549         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE:
14550         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SYSCTL:
14551         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
14552                 break;
14553         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
14554                 if (!env->prog->aux->attach_btf_id)
14555                         return 0;
14556                 range = tnum_const(0);
14557                 break;
14558         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
14559                 switch (env->prog->expected_attach_type) {
14560                 case BPF_TRACE_FENTRY:
14561                 case BPF_TRACE_FEXIT:
14562                         range = tnum_const(0);
14563                         break;
14564                 case BPF_TRACE_RAW_TP:
14565                 case BPF_MODIFY_RETURN:
14566                         return 0;
14567                 case BPF_TRACE_ITER:
14568                         break;
14569                 default:
14570                         return -ENOTSUPP;
14571                 }
14572                 break;
14573         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
14574                 range = tnum_range(SK_DROP, SK_PASS);
14575                 break;
14576
14577         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
14578                 if (env->prog->expected_attach_type != BPF_LSM_CGROUP) {
14579                         /* Regular BPF_PROG_TYPE_LSM programs can return
14580                          * any value.
14581                          */
14582                         return 0;
14583                 }
14584                 if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
14585                         /* Make sure programs that attach to void
14586                          * hooks don't try to modify return value.
14587                          */
14588                         range = tnum_range(1, 1);
14589                 }
14590                 break;
14591
14592         case BPF_PROG_TYPE_NETFILTER:
14593                 range = tnum_range(NF_DROP, NF_ACCEPT);
14594                 break;
14595         case BPF_PROG_TYPE_EXT:
14596                 /* freplace program can return anything as its return value
14597                  * depends on the to-be-replaced kernel func or bpf program.
14598                  */
14599         default:
14600                 return 0;
14601         }
14602
14603         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
14604                 verbose(env, "At program exit the register R0 is not a known value (%s)\n",
14605                         reg_type_str(env, reg->type));
14606                 return -EINVAL;
14607         }
14608
14609         if (!tnum_in(range, reg->var_off)) {
14610                 verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "program exit", "R0");
14611                 if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP &&
14612                     prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
14613                     !prog->aux->attach_func_proto->type)
14614                         verbose(env, "Note, BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
14615                 return -EINVAL;
14616         }
14617
14618         if (!tnum_is_unknown(enforce_attach_type_range) &&
14619             tnum_in(enforce_attach_type_range, reg->var_off))
14620                 env->prog->enforce_expected_attach_type = 1;
14621         return 0;
14622 }
14623
14624 /* non-recursive DFS pseudo code
14625  * 1  procedure DFS-iterative(G,v):
14626  * 2      label v as discovered
14627  * 3      let S be a stack
14628  * 4      S.push(v)
14629  * 5      while S is not empty
14630  * 6            t <- S.peek()
14631  * 7            if t is what we're looking for:
14632  * 8                return t
14633  * 9            for all edges e in G.adjacentEdges(t) do
14634  * 10               if edge e is already labelled
14635  * 11                   continue with the next edge
14636  * 12               w <- G.adjacentVertex(t,e)
14637  * 13               if vertex w is not discovered and not explored
14638  * 14                   label e as tree-edge
14639  * 15                   label w as discovered
14640  * 16                   S.push(w)
14641  * 17                   continue at 5
14642  * 18               else if vertex w is discovered
14643  * 19                   label e as back-edge
14644  * 20               else
14645  * 21                   // vertex w is explored
14646  * 22                   label e as forward- or cross-edge
14647  * 23           label t as explored
14648  * 24           S.pop()
14649  *
14650  * convention:
14651  * 0x10 - discovered
14652  * 0x11 - discovered and fall-through edge labelled
14653  * 0x12 - discovered and fall-through and branch edges labelled
14654  * 0x20 - explored
14655  */
14656
14657 enum {
14658         DISCOVERED = 0x10,
14659         EXPLORED = 0x20,
14660         FALLTHROUGH = 1,
14661         BRANCH = 2,
14662 };
14663
14664 static u32 state_htab_size(struct bpf_verifier_env *env)
14665 {
14666         return env->prog->len;
14667 }
14668
14669 static struct bpf_verifier_state_list **explored_state(
14670                                         struct bpf_verifier_env *env,
14671                                         int idx)
14672 {
14673         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
14674         struct bpf_func_state *state = cur->frame[cur->curframe];
14675
14676         return &env->explored_states[(idx ^ state->callsite) % state_htab_size(env)];
14677 }
14678
14679 static void mark_prune_point(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
14680 {
14681         env->insn_aux_data[idx].prune_point = true;
14682 }
14683
14684 static bool is_prune_point(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
14685 {
14686         return env->insn_aux_data[insn_idx].prune_point;
14687 }
14688
14689 static void mark_force_checkpoint(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
14690 {
14691         env->insn_aux_data[idx].force_checkpoint = true;
14692 }
14693
14694 static bool is_force_checkpoint(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
14695 {
14696         return env->insn_aux_data[insn_idx].force_checkpoint;
14697 }
14698
14699
14700 enum {
14701         DONE_EXPLORING = 0,
14702         KEEP_EXPLORING = 1,
14703 };
14704
14705 /* t, w, e - match pseudo-code above:
14706  * t - index of current instruction
14707  * w - next instruction
14708  * e - edge
14709  */
14710 static int push_insn(int t, int w, int e, struct bpf_verifier_env *env,
14711                      bool loop_ok)
14712 {
14713         int *insn_stack = env->cfg.insn_stack;
14714         int *insn_state = env->cfg.insn_state;
14715
14716         if (e == FALLTHROUGH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | FALLTHROUGH))
14717                 return DONE_EXPLORING;
14718
14719         if (e == BRANCH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | BRANCH))
14720                 return DONE_EXPLORING;
14721
14722         if (w < 0 || w >= env->prog->len) {
14723                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
14724                 verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", t, w);
14725                 return -EINVAL;
14726         }
14727
14728         if (e == BRANCH) {
14729                 /* mark branch target for state pruning */
14730                 mark_prune_point(env, w);
14731                 mark_jmp_point(env, w);
14732         }
14733
14734         if (insn_state[w] == 0) {
14735                 /* tree-edge */
14736                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
14737                 insn_state[w] = DISCOVERED;
14738                 if (env->cfg.cur_stack >= env->prog->len)
14739                         return -E2BIG;
14740                 insn_stack[env->cfg.cur_stack++] = w;
14741                 return KEEP_EXPLORING;
14742         } else if ((insn_state[w] & 0xF0) == DISCOVERED) {
14743                 if (loop_ok && env->bpf_capable)
14744                         return DONE_EXPLORING;
14745                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
14746                 verbose_linfo(env, w, "%d: ", w);
14747                 verbose(env, "back-edge from insn %d to %d\n", t, w);
14748                 return -EINVAL;
14749         } else if (insn_state[w] == EXPLORED) {
14750                 /* forward- or cross-edge */
14751                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
14752         } else {
14753                 verbose(env, "insn state internal bug\n");
14754                 return -EFAULT;
14755         }
14756         return DONE_EXPLORING;
14757 }
14758
14759 static int visit_func_call_insn(int t, struct bpf_insn *insns,
14760                                 struct bpf_verifier_env *env,
14761                                 bool visit_callee)
14762 {
14763         int ret;
14764
14765         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
14766         if (ret)
14767                 return ret;
14768
14769         mark_prune_point(env, t + 1);
14770         /* when we exit from subprog, we need to record non-linear history */
14771         mark_jmp_point(env, t + 1);
14772
14773         if (visit_callee) {
14774                 mark_prune_point(env, t);
14775                 ret = push_insn(t, t + insns[t].imm + 1, BRANCH, env,
14776                                 /* It's ok to allow recursion from CFG point of
14777                                  * view. __check_func_call() will do the actual
14778                                  * check.
14779                                  */
14780                                 bpf_pseudo_func(insns + t));
14781         }
14782         return ret;
14783 }
14784
14785 /* Visits the instruction at index t and returns one of the following:
14786  *  < 0 - an error occurred
14787  *  DONE_EXPLORING - the instruction was fully explored
14788  *  KEEP_EXPLORING - there is still work to be done before it is fully explored
14789  */
14790 static int visit_insn(int t, struct bpf_verifier_env *env)
14791 {
14792         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi, *insn = &insns[t];
14793         int ret;
14794
14795         if (bpf_pseudo_func(insn))
14796                 return visit_func_call_insn(t, insns, env, true);
14797
14798         /* All non-branch instructions have a single fall-through edge. */
14799         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_JMP &&
14800             BPF_CLASS(insn->code) != BPF_JMP32)
14801                 return push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
14802
14803         switch (BPF_OP(insn->code)) {
14804         case BPF_EXIT:
14805                 return DONE_EXPLORING;
14806
14807         case BPF_CALL:
14808                 if (insn->src_reg == 0 && insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback)
14809                         /* Mark this call insn as a prune point to trigger
14810                          * is_state_visited() check before call itself is
14811                          * processed by __check_func_call(). Otherwise new
14812                          * async state will be pushed for further exploration.
14813                          */
14814                         mark_prune_point(env, t);
14815                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
14816                         struct bpf_kfunc_call_arg_meta meta;
14817
14818                         ret = fetch_kfunc_meta(env, insn, &meta, NULL);
14819                         if (ret == 0 && is_iter_next_kfunc(&meta)) {
14820                                 mark_prune_point(env, t);
14821                                 /* Checking and saving state checkpoints at iter_next() call
14822                                  * is crucial for fast convergence of open-coded iterator loop
14823                                  * logic, so we need to force it. If we don't do that,
14824                                  * is_state_visited() might skip saving a checkpoint, causing
14825                                  * unnecessarily long sequence of not checkpointed
14826                                  * instructions and jumps, leading to exhaustion of jump
14827                                  * history buffer, and potentially other undesired outcomes.
14828                                  * It is expected that with correct open-coded iterators
14829                                  * convergence will happen quickly, so we don't run a risk of
14830                                  * exhausting memory.
14831                                  */
14832                                 mark_force_checkpoint(env, t);
14833                         }
14834                 }
14835                 return visit_func_call_insn(t, insns, env, insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL);
14836
14837         case BPF_JA:
14838                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K)
14839                         return -EINVAL;
14840
14841                 /* unconditional jump with single edge */
14842                 ret = push_insn(t, t + insn->off + 1, FALLTHROUGH, env,
14843                                 true);
14844                 if (ret)
14845                         return ret;
14846
14847                 mark_prune_point(env, t + insn->off + 1);
14848                 mark_jmp_point(env, t + insn->off + 1);
14849
14850                 return ret;
14851
14852         default:
14853                 /* conditional jump with two edges */
14854                 mark_prune_point(env, t);
14855
14856                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, true);
14857                 if (ret)
14858                         return ret;
14859
14860                 return push_insn(t, t + insn->off + 1, BRANCH, env, true);
14861         }
14862 }
14863
14864 /* non-recursive depth-first-search to detect loops in BPF program
14865  * loop == back-edge in directed graph
14866  */
14867 static int check_cfg(struct bpf_verifier_env *env)
14868 {
14869         int insn_cnt = env->prog->len;
14870         int *insn_stack, *insn_state;
14871         int ret = 0;
14872         int i;
14873
14874         insn_state = env->cfg.insn_state = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
14875         if (!insn_state)
14876                 return -ENOMEM;
14877
14878         insn_stack = env->cfg.insn_stack = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
14879         if (!insn_stack) {
14880                 kvfree(insn_state);
14881                 return -ENOMEM;
14882         }
14883
14884         insn_state[0] = DISCOVERED; /* mark 1st insn as discovered */
14885         insn_stack[0] = 0; /* 0 is the first instruction */
14886         env->cfg.cur_stack = 1;
14887
14888         while (env->cfg.cur_stack > 0) {
14889                 int t = insn_stack[env->cfg.cur_stack - 1];
14890
14891                 ret = visit_insn(t, env);
14892                 switch (ret) {
14893                 case DONE_EXPLORING:
14894                         insn_state[t] = EXPLORED;
14895                         env->cfg.cur_stack--;
14896                         break;
14897                 case KEEP_EXPLORING:
14898                         break;
14899                 default:
14900                         if (ret > 0) {
14901                                 verbose(env, "visit_insn internal bug\n");
14902                                 ret = -EFAULT;
14903                         }
14904                         goto err_free;
14905                 }
14906         }
14907
14908         if (env->cfg.cur_stack < 0) {
14909                 verbose(env, "pop stack internal bug\n");
14910                 ret = -EFAULT;
14911                 goto err_free;
14912         }
14913
14914         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
14915                 if (insn_state[i] != EXPLORED) {
14916                         verbose(env, "unreachable insn %d\n", i);
14917                         ret = -EINVAL;
14918                         goto err_free;
14919                 }
14920         }
14921         ret = 0; /* cfg looks good */
14922
14923 err_free:
14924         kvfree(insn_state);
14925         kvfree(insn_stack);
14926         env->cfg.insn_state = env->cfg.insn_stack = NULL;
14927         return ret;
14928 }
14929
14930 static int check_abnormal_return(struct bpf_verifier_env *env)
14931 {
14932         int i;
14933
14934         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
14935                 if (env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
14936                         verbose(env, "LD_ABS is not allowed in subprogs without BTF\n");
14937                         return -EINVAL;
14938                 }
14939                 if (env->subprog_info[i].has_tail_call) {
14940                         verbose(env, "tail_call is not allowed in subprogs without BTF\n");
14941                         return -EINVAL;
14942                 }
14943         }
14944         return 0;
14945 }
14946
14947 /* The minimum supported BTF func info size */
14948 #define MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE   8
14949 #define MAX_FUNCINFO_REC_SIZE   252
14950
14951 static int check_btf_func(struct bpf_verifier_env *env,
14952                           const union bpf_attr *attr,
14953                           bpfptr_t uattr)
14954 {
14955         const struct btf_type *type, *func_proto, *ret_type;
14956         u32 i, nfuncs, urec_size, min_size;
14957         u32 krec_size = sizeof(struct bpf_func_info);
14958         struct bpf_func_info *krecord;
14959         struct bpf_func_info_aux *info_aux = NULL;
14960         struct bpf_prog *prog;
14961         const struct btf *btf;
14962         bpfptr_t urecord;
14963         u32 prev_offset = 0;
14964         bool scalar_return;
14965         int ret = -ENOMEM;
14966
14967         nfuncs = attr->func_info_cnt;
14968         if (!nfuncs) {
14969                 if (check_abnormal_return(env))
14970                         return -EINVAL;
14971                 return 0;
14972         }
14973
14974         if (nfuncs != env->subprog_cnt) {
14975                 verbose(env, "number of funcs in func_info doesn't match number of subprogs\n");
14976                 return -EINVAL;
14977         }
14978
14979         urec_size = attr->func_info_rec_size;
14980         if (urec_size < MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE ||
14981             urec_size > MAX_FUNCINFO_REC_SIZE ||
14982             urec_size % sizeof(u32)) {
14983                 verbose(env, "invalid func info rec size %u\n", urec_size);
14984                 return -EINVAL;
14985         }
14986
14987         prog = env->prog;
14988         btf = prog->aux->btf;
14989
14990         urecord = make_bpfptr(attr->func_info, uattr.is_kernel);
14991         min_size = min_t(u32, krec_size, urec_size);
14992
14993         krecord = kvcalloc(nfuncs, krec_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
14994         if (!krecord)
14995                 return -ENOMEM;
14996         info_aux = kcalloc(nfuncs, sizeof(*info_aux), GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
14997         if (!info_aux)
14998                 goto err_free;
14999
15000         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
15001                 ret = bpf_check_uarg_tail_zero(urecord, krec_size, urec_size);
15002                 if (ret) {
15003                         if (ret == -E2BIG) {
15004                                 verbose(env, "nonzero tailing record in func info");
15005                                 /* set the size kernel expects so loader can zero
15006                                  * out the rest of the record.
15007                                  */
15008                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
15009                                                           offsetof(union bpf_attr, func_info_rec_size),
15010                                                           &min_size, sizeof(min_size)))
15011                                         ret = -EFAULT;
15012                         }
15013                         goto err_free;
15014                 }
15015
15016                 if (copy_from_bpfptr(&krecord[i], urecord, min_size)) {
15017                         ret = -EFAULT;
15018                         goto err_free;
15019                 }
15020
15021                 /* check insn_off */
15022                 ret = -EINVAL;
15023                 if (i == 0) {
15024                         if (krecord[i].insn_off) {
15025                                 verbose(env,
15026                                         "nonzero insn_off %u for the first func info record",
15027                                         krecord[i].insn_off);
15028                                 goto err_free;
15029                         }
15030                 } else if (krecord[i].insn_off <= prev_offset) {
15031                         verbose(env,
15032                                 "same or smaller insn offset (%u) than previous func info record (%u)",
15033                                 krecord[i].insn_off, prev_offset);
15034                         goto err_free;
15035                 }
15036
15037                 if (env->subprog_info[i].start != krecord[i].insn_off) {
15038                         verbose(env, "func_info BTF section doesn't match subprog layout in BPF program\n");
15039                         goto err_free;
15040                 }
15041
15042                 /* check type_id */
15043                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
15044                 if (!type || !btf_type_is_func(type)) {
15045                         verbose(env, "invalid type id %d in func info",
15046                                 krecord[i].type_id);
15047                         goto err_free;
15048                 }
15049                 info_aux[i].linkage = BTF_INFO_VLEN(type->info);
15050
15051                 func_proto = btf_type_by_id(btf, type->type);
15052                 if (unlikely(!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)))
15053                         /* btf_func_check() already verified it during BTF load */
15054                         goto err_free;
15055                 ret_type = btf_type_skip_modifiers(btf, func_proto->type, NULL);
15056                 scalar_return =
15057                         btf_type_is_small_int(ret_type) || btf_is_any_enum(ret_type);
15058                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
15059                         verbose(env, "LD_ABS is only allowed in functions that return 'int'.\n");
15060                         goto err_free;
15061                 }
15062                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_tail_call) {
15063                         verbose(env, "tail_call is only allowed in functions that return 'int'.\n");
15064                         goto err_free;
15065                 }
15066
15067                 prev_offset = krecord[i].insn_off;
15068                 bpfptr_add(&urecord, urec_size);
15069         }
15070
15071         prog->aux->func_info = krecord;
15072         prog->aux->func_info_cnt = nfuncs;
15073         prog->aux->func_info_aux = info_aux;
15074         return 0;
15075
15076 err_free:
15077         kvfree(krecord);
15078         kfree(info_aux);
15079         return ret;
15080 }
15081
15082 static void adjust_btf_func(struct bpf_verifier_env *env)
15083 {
15084         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
15085         int i;
15086
15087         if (!aux->func_info)
15088                 return;
15089
15090         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
15091                 aux->func_info[i].insn_off = env->subprog_info[i].start;
15092 }
15093
15094 #define MIN_BPF_LINEINFO_SIZE   offsetofend(struct bpf_line_info, line_col)
15095 #define MAX_LINEINFO_REC_SIZE   MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
15096
15097 static int check_btf_line(struct bpf_verifier_env *env,
15098                           const union bpf_attr *attr,
15099                           bpfptr_t uattr)
15100 {
15101         u32 i, s, nr_linfo, ncopy, expected_size, rec_size, prev_offset = 0;
15102         struct bpf_subprog_info *sub;
15103         struct bpf_line_info *linfo;
15104         struct bpf_prog *prog;
15105         const struct btf *btf;
15106         bpfptr_t ulinfo;
15107         int err;
15108
15109         nr_linfo = attr->line_info_cnt;
15110         if (!nr_linfo)
15111                 return 0;
15112         if (nr_linfo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_line_info))
15113                 return -EINVAL;
15114
15115         rec_size = attr->line_info_rec_size;
15116         if (rec_size < MIN_BPF_LINEINFO_SIZE ||
15117             rec_size > MAX_LINEINFO_REC_SIZE ||
15118             rec_size & (sizeof(u32) - 1))
15119                 return -EINVAL;
15120
15121         /* Need to zero it in case the userspace may
15122          * pass in a smaller bpf_line_info object.
15123          */
15124         linfo = kvcalloc(nr_linfo, sizeof(struct bpf_line_info),
15125                          GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
15126         if (!linfo)
15127                 return -ENOMEM;
15128
15129         prog = env->prog;
15130         btf = prog->aux->btf;
15131
15132         s = 0;
15133         sub = env->subprog_info;
15134         ulinfo = make_bpfptr(attr->line_info, uattr.is_kernel);
15135         expected_size = sizeof(struct bpf_line_info);
15136         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
15137         for (i = 0; i < nr_linfo; i++) {
15138                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(ulinfo, expected_size, rec_size);
15139                 if (err) {
15140                         if (err == -E2BIG) {
15141                                 verbose(env, "nonzero tailing record in line_info");
15142                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
15143                                                           offsetof(union bpf_attr, line_info_rec_size),
15144                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
15145                                         err = -EFAULT;
15146                         }
15147                         goto err_free;
15148                 }
15149
15150                 if (copy_from_bpfptr(&linfo[i], ulinfo, ncopy)) {
15151                         err = -EFAULT;
15152                         goto err_free;
15153                 }
15154
15155                 /*
15156                  * Check insn_off to ensure
15157                  * 1) strictly increasing AND
15158                  * 2) bounded by prog->len
15159                  *
15160                  * The linfo[0].insn_off == 0 check logically falls into
15161                  * the later "missing bpf_line_info for func..." case
15162                  * because the first linfo[0].insn_off must be the
15163                  * first sub also and the first sub must have
15164                  * subprog_info[0].start == 0.
15165                  */
15166                 if ((i && linfo[i].insn_off <= prev_offset) ||
15167                     linfo[i].insn_off >= prog->len) {
15168                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].insn_off:%u (prev_offset:%u prog->len:%u)\n",
15169                                 i, linfo[i].insn_off, prev_offset,
15170                                 prog->len);
15171                         err = -EINVAL;
15172                         goto err_free;
15173                 }
15174
15175                 if (!prog->insnsi[linfo[i].insn_off].code) {
15176                         verbose(env,
15177                                 "Invalid insn code at line_info[%u].insn_off\n",
15178                                 i);
15179                         err = -EINVAL;
15180                         goto err_free;
15181                 }
15182
15183                 if (!btf_name_by_offset(btf, linfo[i].line_off) ||
15184                     !btf_name_by_offset(btf, linfo[i].file_name_off)) {
15185                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].line_off or .file_name_off\n", i);
15186                         err = -EINVAL;
15187                         goto err_free;
15188                 }
15189
15190                 if (s != env->subprog_cnt) {
15191                         if (linfo[i].insn_off == sub[s].start) {
15192                                 sub[s].linfo_idx = i;
15193                                 s++;
15194                         } else if (sub[s].start < linfo[i].insn_off) {
15195                                 verbose(env, "missing bpf_line_info for func#%u\n", s);
15196                                 err = -EINVAL;
15197                                 goto err_free;
15198                         }
15199                 }
15200
15201                 prev_offset = linfo[i].insn_off;
15202                 bpfptr_add(&ulinfo, rec_size);
15203         }
15204
15205         if (s != env->subprog_cnt) {
15206                 verbose(env, "missing bpf_line_info for %u funcs starting from func#%u\n",
15207                         env->subprog_cnt - s, s);
15208                 err = -EINVAL;
15209                 goto err_free;
15210         }
15211
15212         prog->aux->linfo = linfo;
15213         prog->aux->nr_linfo = nr_linfo;
15214
15215         return 0;
15216
15217 err_free:
15218         kvfree(linfo);
15219         return err;
15220 }
15221
15222 #define MIN_CORE_RELO_SIZE      sizeof(struct bpf_core_relo)
15223 #define MAX_CORE_RELO_SIZE      MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
15224
15225 static int check_core_relo(struct bpf_verifier_env *env,
15226                            const union bpf_attr *attr,
15227                            bpfptr_t uattr)
15228 {
15229         u32 i, nr_core_relo, ncopy, expected_size, rec_size;
15230         struct bpf_core_relo core_relo = {};
15231         struct bpf_prog *prog = env->prog;
15232         const struct btf *btf = prog->aux->btf;
15233         struct bpf_core_ctx ctx = {
15234                 .log = &env->log,
15235                 .btf = btf,
15236         };
15237         bpfptr_t u_core_relo;
15238         int err;
15239
15240         nr_core_relo = attr->core_relo_cnt;
15241         if (!nr_core_relo)
15242                 return 0;
15243         if (nr_core_relo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_core_relo))
15244                 return -EINVAL;
15245
15246         rec_size = attr->core_relo_rec_size;
15247         if (rec_size < MIN_CORE_RELO_SIZE ||
15248             rec_size > MAX_CORE_RELO_SIZE ||
15249             rec_size % sizeof(u32))
15250                 return -EINVAL;
15251
15252         u_core_relo = make_bpfptr(attr->core_relos, uattr.is_kernel);
15253         expected_size = sizeof(struct bpf_core_relo);
15254         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
15255
15256         /* Unlike func_info and line_info, copy and apply each CO-RE
15257          * relocation record one at a time.
15258          */
15259         for (i = 0; i < nr_core_relo; i++) {
15260                 /* future proofing when sizeof(bpf_core_relo) changes */
15261                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(u_core_relo, expected_size, rec_size);
15262                 if (err) {
15263                         if (err == -E2BIG) {
15264                                 verbose(env, "nonzero tailing record in core_relo");
15265                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
15266                                                           offsetof(union bpf_attr, core_relo_rec_size),
15267                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
15268                                         err = -EFAULT;
15269                         }
15270                         break;
15271                 }
15272
15273                 if (copy_from_bpfptr(&core_relo, u_core_relo, ncopy)) {
15274                         err = -EFAULT;
15275                         break;
15276                 }
15277
15278                 if (core_relo.insn_off % 8 || core_relo.insn_off / 8 >= prog->len) {
15279                         verbose(env, "Invalid core_relo[%u].insn_off:%u prog->len:%u\n",
15280                                 i, core_relo.insn_off, prog->len);
15281                         err = -EINVAL;
15282                         break;
15283                 }
15284
15285                 err = bpf_core_apply(&ctx, &core_relo, i,
15286                                      &prog->insnsi[core_relo.insn_off / 8]);
15287                 if (err)
15288                         break;
15289                 bpfptr_add(&u_core_relo, rec_size);
15290         }
15291         return err;
15292 }
15293
15294 static int check_btf_info(struct bpf_verifier_env *env,
15295                           const union bpf_attr *attr,
15296                           bpfptr_t uattr)
15297 {
15298         struct btf *btf;
15299         int err;
15300
15301         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt) {
15302                 if (check_abnormal_return(env))
15303                         return -EINVAL;
15304                 return 0;
15305         }
15306
15307         btf = btf_get_by_fd(attr->prog_btf_fd);
15308         if (IS_ERR(btf))
15309                 return PTR_ERR(btf);
15310         if (btf_is_kernel(btf)) {
15311                 btf_put(btf);
15312                 return -EACCES;
15313         }
15314         env->prog->aux->btf = btf;
15315
15316         err = check_btf_func(env, attr, uattr);
15317         if (err)
15318                 return err;
15319
15320         err = check_btf_line(env, attr, uattr);
15321         if (err)
15322                 return err;
15323
15324         err = check_core_relo(env, attr, uattr);
15325         if (err)
15326                 return err;
15327
15328         return 0;
15329 }
15330
15331 /* check %cur's range satisfies %old's */
15332 static bool range_within(struct bpf_reg_state *old,
15333                          struct bpf_reg_state *cur)
15334 {
15335         return old->umin_value <= cur->umin_value &&
15336                old->umax_value >= cur->umax_value &&
15337                old->smin_value <= cur->smin_value &&
15338                old->smax_value >= cur->smax_value &&
15339                old->u32_min_value <= cur->u32_min_value &&
15340                old->u32_max_value >= cur->u32_max_value &&
15341                old->s32_min_value <= cur->s32_min_value &&
15342                old->s32_max_value >= cur->s32_max_value;
15343 }
15344
15345 /* If in the old state two registers had the same id, then they need to have
15346  * the same id in the new state as well.  But that id could be different from
15347  * the old state, so we need to track the mapping from old to new ids.
15348  * Once we have seen that, say, a reg with old id 5 had new id 9, any subsequent
15349  * regs with old id 5 must also have new id 9 for the new state to be safe.  But
15350  * regs with a different old id could still have new id 9, we don't care about
15351  * that.
15352  * So we look through our idmap to see if this old id has been seen before.  If
15353  * so, we require the new id to match; otherwise, we add the id pair to the map.
15354  */
15355 static bool check_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_idmap *idmap)
15356 {
15357         struct bpf_id_pair *map = idmap->map;
15358         unsigned int i;
15359
15360         /* either both IDs should be set or both should be zero */
15361         if (!!old_id != !!cur_id)
15362                 return false;
15363
15364         if (old_id == 0) /* cur_id == 0 as well */
15365                 return true;
15366
15367         for (i = 0; i < BPF_ID_MAP_SIZE; i++) {
15368                 if (!map[i].old) {
15369                         /* Reached an empty slot; haven't seen this id before */
15370                         map[i].old = old_id;
15371                         map[i].cur = cur_id;
15372                         return true;
15373                 }
15374                 if (map[i].old == old_id)
15375                         return map[i].cur == cur_id;
15376                 if (map[i].cur == cur_id)
15377                         return false;
15378         }
15379         /* We ran out of idmap slots, which should be impossible */
15380         WARN_ON_ONCE(1);
15381         return false;
15382 }
15383
15384 /* Similar to check_ids(), but allocate a unique temporary ID
15385  * for 'old_id' or 'cur_id' of zero.
15386  * This makes pairs like '0 vs unique ID', 'unique ID vs 0' valid.
15387  */
15388 static bool check_scalar_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_idmap *idmap)
15389 {
15390         old_id = old_id ? old_id : ++idmap->tmp_id_gen;
15391         cur_id = cur_id ? cur_id : ++idmap->tmp_id_gen;
15392
15393         return check_ids(old_id, cur_id, idmap);
15394 }
15395
15396 static void clean_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
15397                              struct bpf_func_state *st)
15398 {
15399         enum bpf_reg_liveness live;
15400         int i, j;
15401
15402         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
15403                 live = st->regs[i].live;
15404                 /* liveness must not touch this register anymore */
15405                 st->regs[i].live |= REG_LIVE_DONE;
15406                 if (!(live & REG_LIVE_READ))
15407                         /* since the register is unused, clear its state
15408                          * to make further comparison simpler
15409                          */
15410                         __mark_reg_not_init(env, &st->regs[i]);
15411         }
15412
15413         for (i = 0; i < st->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15414                 live = st->stack[i].spilled_ptr.live;
15415                 /* liveness must not touch this stack slot anymore */
15416                 st->stack[i].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_DONE;
15417                 if (!(live & REG_LIVE_READ)) {
15418                         __mark_reg_not_init(env, &st->stack[i].spilled_ptr);
15419                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
15420                                 st->stack[i].slot_type[j] = STACK_INVALID;
15421                 }
15422         }
15423 }
15424
15425 static void clean_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
15426                                  struct bpf_verifier_state *st)
15427 {
15428         int i;
15429
15430         if (st->frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE)
15431                 /* all regs in this state in all frames were already marked */
15432                 return;
15433
15434         for (i = 0; i <= st->curframe; i++)
15435                 clean_func_state(env, st->frame[i]);
15436 }
15437
15438 /* the parentage chains form a tree.
15439  * the verifier states are added to state lists at given insn and
15440  * pushed into state stack for future exploration.
15441  * when the verifier reaches bpf_exit insn some of the verifer states
15442  * stored in the state lists have their final liveness state already,
15443  * but a lot of states will get revised from liveness point of view when
15444  * the verifier explores other branches.
15445  * Example:
15446  * 1: r0 = 1
15447  * 2: if r1 == 100 goto pc+1
15448  * 3: r0 = 2
15449  * 4: exit
15450  * when the verifier reaches exit insn the register r0 in the state list of
15451  * insn 2 will be seen as !REG_LIVE_READ. Then the verifier pops the other_branch
15452  * of insn 2 and goes exploring further. At the insn 4 it will walk the
15453  * parentage chain from insn 4 into insn 2 and will mark r0 as REG_LIVE_READ.
15454  *
15455  * Since the verifier pushes the branch states as it sees them while exploring
15456  * the program the condition of walking the branch instruction for the second
15457  * time means that all states below this branch were already explored and
15458  * their final liveness marks are already propagated.
15459  * Hence when the verifier completes the search of state list in is_state_visited()
15460  * we can call this clean_live_states() function to mark all liveness states
15461  * as REG_LIVE_DONE to indicate that 'parent' pointers of 'struct bpf_reg_state'
15462  * will not be used.
15463  * This function also clears the registers and stack for states that !READ
15464  * to simplify state merging.
15465  *
15466  * Important note here that walking the same branch instruction in the callee
15467  * doesn't meant that the states are DONE. The verifier has to compare
15468  * the callsites
15469  */
15470 static void clean_live_states(struct bpf_verifier_env *env, int insn,
15471                               struct bpf_verifier_state *cur)
15472 {
15473         struct bpf_verifier_state_list *sl;
15474         int i;
15475
15476         sl = *explored_state(env, insn);
15477         while (sl) {
15478                 if (sl->state.branches)
15479                         goto next;
15480                 if (sl->state.insn_idx != insn ||
15481                     sl->state.curframe != cur->curframe)
15482                         goto next;
15483                 for (i = 0; i <= cur->curframe; i++)
15484                         if (sl->state.frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
15485                                 goto next;
15486                 clean_verifier_state(env, &sl->state);
15487 next:
15488                 sl = sl->next;
15489         }
15490 }
15491
15492 static bool regs_exact(const struct bpf_reg_state *rold,
15493                        const struct bpf_reg_state *rcur,
15494                        struct bpf_idmap *idmap)
15495 {
15496         return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
15497                check_ids(rold->id, rcur->id, idmap) &&
15498                check_ids(rold->ref_obj_id, rcur->ref_obj_id, idmap);
15499 }
15500
15501 /* Returns true if (rold safe implies rcur safe) */
15502 static bool regsafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *rold,
15503                     struct bpf_reg_state *rcur, struct bpf_idmap *idmap)
15504 {
15505         if (!(rold->live & REG_LIVE_READ))
15506                 /* explored state didn't use this */
15507                 return true;
15508         if (rold->type == NOT_INIT)
15509                 /* explored state can't have used this */
15510                 return true;
15511         if (rcur->type == NOT_INIT)
15512                 return false;
15513
15514         /* Enforce that register types have to match exactly, including their
15515          * modifiers (like PTR_MAYBE_NULL, MEM_RDONLY, etc), as a general
15516          * rule.
15517          *
15518          * One can make a point that using a pointer register as unbounded
15519          * SCALAR would be technically acceptable, but this could lead to
15520          * pointer leaks because scalars are allowed to leak while pointers
15521          * are not. We could make this safe in special cases if root is
15522          * calling us, but it's probably not worth the hassle.
15523          *
15524          * Also, register types that are *not* MAYBE_NULL could technically be
15525          * safe to use as their MAYBE_NULL variants (e.g., PTR_TO_MAP_VALUE
15526          * is safe to be used as PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, provided both point
15527          * to the same map).
15528          * However, if the old MAYBE_NULL register then got NULL checked,
15529          * doing so could have affected others with the same id, and we can't
15530          * check for that because we lost the id when we converted to
15531          * a non-MAYBE_NULL variant.
15532          * So, as a general rule we don't allow mixing MAYBE_NULL and
15533          * non-MAYBE_NULL registers as well.
15534          */
15535         if (rold->type != rcur->type)
15536                 return false;
15537
15538         switch (base_type(rold->type)) {
15539         case SCALAR_VALUE:
15540                 if (env->explore_alu_limits) {
15541                         /* explore_alu_limits disables tnum_in() and range_within()
15542                          * logic and requires everything to be strict
15543                          */
15544                         return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
15545                                check_scalar_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
15546                 }
15547                 if (!rold->precise)
15548                         return true;
15549                 /* Why check_ids() for scalar registers?
15550                  *
15551                  * Consider the following BPF code:
15552                  *   1: r6 = ... unbound scalar, ID=a ...
15553                  *   2: r7 = ... unbound scalar, ID=b ...
15554                  *   3: if (r6 > r7) goto +1
15555                  *   4: r6 = r7
15556                  *   5: if (r6 > X) goto ...
15557                  *   6: ... memory operation using r7 ...
15558                  *
15559                  * First verification path is [1-6]:
15560                  * - at (4) same bpf_reg_state::id (b) would be assigned to r6 and r7;
15561                  * - at (5) r6 would be marked <= X, find_equal_scalars() would also mark
15562                  *   r7 <= X, because r6 and r7 share same id.
15563                  * Next verification path is [1-4, 6].
15564                  *
15565                  * Instruction (6) would be reached in two states:
15566                  *   I.  r6{.id=b}, r7{.id=b} via path 1-6;
15567                  *   II. r6{.id=a}, r7{.id=b} via path 1-4, 6.
15568                  *
15569                  * Use check_ids() to distinguish these states.
15570                  * ---
15571                  * Also verify that new value satisfies old value range knowledge.
15572                  */
15573                 return range_within(rold, rcur) &&
15574                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off) &&
15575                        check_scalar_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
15576         case PTR_TO_MAP_KEY:
15577         case PTR_TO_MAP_VALUE:
15578         case PTR_TO_MEM:
15579         case PTR_TO_BUF:
15580         case PTR_TO_TP_BUFFER:
15581                 /* If the new min/max/var_off satisfy the old ones and
15582                  * everything else matches, we are OK.
15583                  */
15584                 return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off)) == 0 &&
15585                        range_within(rold, rcur) &&
15586                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off) &&
15587                        check_ids(rold->id, rcur->id, idmap) &&
15588                        check_ids(rold->ref_obj_id, rcur->ref_obj_id, idmap);
15589         case PTR_TO_PACKET_META:
15590         case PTR_TO_PACKET:
15591                 /* We must have at least as much range as the old ptr
15592                  * did, so that any accesses which were safe before are
15593                  * still safe.  This is true even if old range < old off,
15594                  * since someone could have accessed through (ptr - k), or
15595                  * even done ptr -= k in a register, to get a safe access.
15596                  */
15597                 if (rold->range > rcur->range)
15598                         return false;
15599                 /* If the offsets don't match, we can't trust our alignment;
15600                  * nor can we be sure that we won't fall out of range.
15601                  */
15602                 if (rold->off != rcur->off)
15603                         return false;
15604                 /* id relations must be preserved */
15605                 if (!check_ids(rold->id, rcur->id, idmap))
15606                         return false;
15607                 /* new val must satisfy old val knowledge */
15608                 return range_within(rold, rcur) &&
15609                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
15610         case PTR_TO_STACK:
15611                 /* two stack pointers are equal only if they're pointing to
15612                  * the same stack frame, since fp-8 in foo != fp-8 in bar
15613                  */
15614                 return regs_exact(rold, rcur, idmap) && rold->frameno == rcur->frameno;
15615         default:
15616                 return regs_exact(rold, rcur, idmap);
15617         }
15618 }
15619
15620 static bool stacksafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
15621                       struct bpf_func_state *cur, struct bpf_idmap *idmap)
15622 {
15623         int i, spi;
15624
15625         /* walk slots of the explored stack and ignore any additional
15626          * slots in the current stack, since explored(safe) state
15627          * didn't use them
15628          */
15629         for (i = 0; i < old->allocated_stack; i++) {
15630                 struct bpf_reg_state *old_reg, *cur_reg;
15631
15632                 spi = i / BPF_REG_SIZE;
15633
15634                 if (!(old->stack[spi].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ)) {
15635                         i += BPF_REG_SIZE - 1;
15636                         /* explored state didn't use this */
15637                         continue;
15638                 }
15639
15640                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_INVALID)
15641                         continue;
15642
15643                 if (env->allow_uninit_stack &&
15644                     old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC)
15645                         continue;
15646
15647                 /* explored stack has more populated slots than current stack
15648                  * and these slots were used
15649                  */
15650                 if (i >= cur->allocated_stack)
15651                         return false;
15652
15653                 /* if old state was safe with misc data in the stack
15654                  * it will be safe with zero-initialized stack.
15655                  * The opposite is not true
15656                  */
15657                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC &&
15658                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO)
15659                         continue;
15660                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
15661                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
15662                         /* Ex: old explored (safe) state has STACK_SPILL in
15663                          * this stack slot, but current has STACK_MISC ->
15664                          * this verifier states are not equivalent,
15665                          * return false to continue verification of this path
15666                          */
15667                         return false;
15668                 if (i % BPF_REG_SIZE != BPF_REG_SIZE - 1)
15669                         continue;
15670                 /* Both old and cur are having same slot_type */
15671                 switch (old->stack[spi].slot_type[BPF_REG_SIZE - 1]) {
15672                 case STACK_SPILL:
15673                         /* when explored and current stack slot are both storing
15674                          * spilled registers, check that stored pointers types
15675                          * are the same as well.
15676                          * Ex: explored safe path could have stored
15677                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -8}
15678                          * but current path has stored:
15679                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -16}
15680                          * such verifier states are not equivalent.
15681                          * return false to continue verification of this path
15682                          */
15683                         if (!regsafe(env, &old->stack[spi].spilled_ptr,
15684                                      &cur->stack[spi].spilled_ptr, idmap))
15685                                 return false;
15686                         break;
15687                 case STACK_DYNPTR:
15688                         old_reg = &old->stack[spi].spilled_ptr;
15689                         cur_reg = &cur->stack[spi].spilled_ptr;
15690                         if (old_reg->dynptr.type != cur_reg->dynptr.type ||
15691                             old_reg->dynptr.first_slot != cur_reg->dynptr.first_slot ||
15692                             !check_ids(old_reg->ref_obj_id, cur_reg->ref_obj_id, idmap))
15693                                 return false;
15694                         break;
15695                 case STACK_ITER:
15696                         old_reg = &old->stack[spi].spilled_ptr;
15697                         cur_reg = &cur->stack[spi].spilled_ptr;
15698                         /* iter.depth is not compared between states as it
15699                          * doesn't matter for correctness and would otherwise
15700                          * prevent convergence; we maintain it only to prevent
15701                          * infinite loop check triggering, see
15702                          * iter_active_depths_differ()
15703                          */
15704                         if (old_reg->iter.btf != cur_reg->iter.btf ||
15705                             old_reg->iter.btf_id != cur_reg->iter.btf_id ||
15706                             old_reg->iter.state != cur_reg->iter.state ||
15707                             /* ignore {old_reg,cur_reg}->iter.depth, see above */
15708                             !check_ids(old_reg->ref_obj_id, cur_reg->ref_obj_id, idmap))
15709                                 return false;
15710                         break;
15711                 case STACK_MISC:
15712                 case STACK_ZERO:
15713                 case STACK_INVALID:
15714                         continue;
15715                 /* Ensure that new unhandled slot types return false by default */
15716                 default:
15717                         return false;
15718                 }
15719         }
15720         return true;
15721 }
15722
15723 static bool refsafe(struct bpf_func_state *old, struct bpf_func_state *cur,
15724                     struct bpf_idmap *idmap)
15725 {
15726         int i;
15727
15728         if (old->acquired_refs != cur->acquired_refs)
15729                 return false;
15730
15731         for (i = 0; i < old->acquired_refs; i++) {
15732                 if (!check_ids(old->refs[i].id, cur->refs[i].id, idmap))
15733                         return false;
15734         }
15735
15736         return true;
15737 }
15738
15739 /* compare two verifier states
15740  *
15741  * all states stored in state_list are known to be valid, since
15742  * verifier reached 'bpf_exit' instruction through them
15743  *
15744  * this function is called when verifier exploring different branches of
15745  * execution popped from the state stack. If it sees an old state that has
15746  * more strict register state and more strict stack state then this execution
15747  * branch doesn't need to be explored further, since verifier already
15748  * concluded that more strict state leads to valid finish.
15749  *
15750  * Therefore two states are equivalent if register state is more conservative
15751  * and explored stack state is more conservative than the current one.
15752  * Example:
15753  *       explored                   current
15754  * (slot1=INV slot2=MISC) == (slot1=MISC slot2=MISC)
15755  * (slot1=MISC slot2=MISC) != (slot1=INV slot2=MISC)
15756  *
15757  * In other words if current stack state (one being explored) has more
15758  * valid slots than old one that already passed validation, it means
15759  * the verifier can stop exploring and conclude that current state is valid too
15760  *
15761  * Similarly with registers. If explored state has register type as invalid
15762  * whereas register type in current state is meaningful, it means that
15763  * the current state will reach 'bpf_exit' instruction safely
15764  */
15765 static bool func_states_equal(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
15766                               struct bpf_func_state *cur)
15767 {
15768         int i;
15769
15770         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
15771                 if (!regsafe(env, &old->regs[i], &cur->regs[i],
15772                              &env->idmap_scratch))
15773                         return false;
15774
15775         if (!stacksafe(env, old, cur, &env->idmap_scratch))
15776                 return false;
15777
15778         if (!refsafe(old, cur, &env->idmap_scratch))
15779                 return false;
15780
15781         return true;
15782 }
15783
15784 static bool states_equal(struct bpf_verifier_env *env,
15785                          struct bpf_verifier_state *old,
15786                          struct bpf_verifier_state *cur)
15787 {
15788         int i;
15789
15790         if (old->curframe != cur->curframe)
15791                 return false;
15792
15793         env->idmap_scratch.tmp_id_gen = env->id_gen;
15794         memset(&env->idmap_scratch.map, 0, sizeof(env->idmap_scratch.map));
15795
15796         /* Verification state from speculative execution simulation
15797          * must never prune a non-speculative execution one.
15798          */
15799         if (old->speculative && !cur->speculative)
15800                 return false;
15801
15802         if (old->active_lock.ptr != cur->active_lock.ptr)
15803                 return false;
15804
15805         /* Old and cur active_lock's have to be either both present
15806          * or both absent.
15807          */
15808         if (!!old->active_lock.id != !!cur->active_lock.id)
15809                 return false;
15810
15811         if (old->active_lock.id &&
15812             !check_ids(old->active_lock.id, cur->active_lock.id, &env->idmap_scratch))
15813                 return false;
15814
15815         if (old->active_rcu_lock != cur->active_rcu_lock)
15816                 return false;
15817
15818         /* for states to be equal callsites have to be the same
15819          * and all frame states need to be equivalent
15820          */
15821         for (i = 0; i <= old->curframe; i++) {
15822                 if (old->frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
15823                         return false;
15824                 if (!func_states_equal(env, old->frame[i], cur->frame[i]))
15825                         return false;
15826         }
15827         return true;
15828 }
15829
15830 /* Return 0 if no propagation happened. Return negative error code if error
15831  * happened. Otherwise, return the propagated bit.
15832  */
15833 static int propagate_liveness_reg(struct bpf_verifier_env *env,
15834                                   struct bpf_reg_state *reg,
15835                                   struct bpf_reg_state *parent_reg)
15836 {
15837         u8 parent_flag = parent_reg->live & REG_LIVE_READ;
15838         u8 flag = reg->live & REG_LIVE_READ;
15839         int err;
15840
15841         /* When comes here, read flags of PARENT_REG or REG could be any of
15842          * REG_LIVE_READ64, REG_LIVE_READ32, REG_LIVE_NONE. There is no need
15843          * of propagation if PARENT_REG has strongest REG_LIVE_READ64.
15844          */
15845         if (parent_flag == REG_LIVE_READ64 ||
15846             /* Or if there is no read flag from REG. */
15847             !flag ||
15848             /* Or if the read flag from REG is the same as PARENT_REG. */
15849             parent_flag == flag)
15850                 return 0;
15851
15852         err = mark_reg_read(env, reg, parent_reg, flag);
15853         if (err)
15854                 return err;
15855
15856         return flag;
15857 }
15858
15859 /* A write screens off any subsequent reads; but write marks come from the
15860  * straight-line code between a state and its parent.  When we arrive at an
15861  * equivalent state (jump target or such) we didn't arrive by the straight-line
15862  * code, so read marks in the state must propagate to the parent regardless
15863  * of the state's write marks. That's what 'parent == state->parent' comparison
15864  * in mark_reg_read() is for.
15865  */
15866 static int propagate_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
15867                               const struct bpf_verifier_state *vstate,
15868                               struct bpf_verifier_state *vparent)
15869 {
15870         struct bpf_reg_state *state_reg, *parent_reg;
15871         struct bpf_func_state *state, *parent;
15872         int i, frame, err = 0;
15873
15874         if (vparent->curframe != vstate->curframe) {
15875                 WARN(1, "propagate_live: parent frame %d current frame %d\n",
15876                      vparent->curframe, vstate->curframe);
15877                 return -EFAULT;
15878         }
15879         /* Propagate read liveness of registers... */
15880         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_FP + 1 != MAX_BPF_REG);
15881         for (frame = 0; frame <= vstate->curframe; frame++) {
15882                 parent = vparent->frame[frame];
15883                 state = vstate->frame[frame];
15884                 parent_reg = parent->regs;
15885                 state_reg = state->regs;
15886                 /* We don't need to worry about FP liveness, it's read-only */
15887                 for (i = frame < vstate->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
15888                         err = propagate_liveness_reg(env, &state_reg[i],
15889                                                      &parent_reg[i]);
15890                         if (err < 0)
15891                                 return err;
15892                         if (err == REG_LIVE_READ64)
15893                                 mark_insn_zext(env, &parent_reg[i]);
15894                 }
15895
15896                 /* Propagate stack slots. */
15897                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE &&
15898                             i < parent->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15899                         parent_reg = &parent->stack[i].spilled_ptr;
15900                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
15901                         err = propagate_liveness_reg(env, state_reg,
15902                                                      parent_reg);
15903                         if (err < 0)
15904                                 return err;
15905                 }
15906         }
15907         return 0;
15908 }
15909
15910 /* find precise scalars in the previous equivalent state and
15911  * propagate them into the current state
15912  */
15913 static int propagate_precision(struct bpf_verifier_env *env,
15914                                const struct bpf_verifier_state *old)
15915 {
15916         struct bpf_reg_state *state_reg;
15917         struct bpf_func_state *state;
15918         int i, err = 0, fr;
15919         bool first;
15920
15921         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
15922                 state = old->frame[fr];
15923                 state_reg = state->regs;
15924                 first = true;
15925                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++, state_reg++) {
15926                         if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
15927                             !state_reg->precise ||
15928                             !(state_reg->live & REG_LIVE_READ))
15929                                 continue;
15930                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
15931                                 if (first)
15932                                         verbose(env, "frame %d: propagating r%d", fr, i);
15933                                 else
15934                                         verbose(env, ",r%d", i);
15935                         }
15936                         bt_set_frame_reg(&env->bt, fr, i);
15937                         first = false;
15938                 }
15939
15940                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15941                         if (!is_spilled_reg(&state->stack[i]))
15942                                 continue;
15943                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
15944                         if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
15945                             !state_reg->precise ||
15946                             !(state_reg->live & REG_LIVE_READ))
15947                                 continue;
15948                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
15949                                 if (first)
15950                                         verbose(env, "frame %d: propagating fp%d",
15951                                                 fr, (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
15952                                 else
15953                                         verbose(env, ",fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
15954                         }
15955                         bt_set_frame_slot(&env->bt, fr, i);
15956                         first = false;
15957                 }
15958                 if (!first)
15959                         verbose(env, "\n");
15960         }
15961
15962         err = mark_chain_precision_batch(env);
15963         if (err < 0)
15964                 return err;
15965
15966         return 0;
15967 }
15968
15969 static bool states_maybe_looping(struct bpf_verifier_state *old,
15970                                  struct bpf_verifier_state *cur)
15971 {
15972         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
15973         int i, fr = cur->curframe;
15974
15975         if (old->curframe != fr)
15976                 return false;
15977
15978         fold = old->frame[fr];
15979         fcur = cur->frame[fr];
15980         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
15981                 if (memcmp(&fold->regs[i], &fcur->regs[i],
15982                            offsetof(struct bpf_reg_state, parent)))
15983                         return false;
15984         return true;
15985 }
15986
15987 static bool is_iter_next_insn(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
15988 {
15989         return env->insn_aux_data[insn_idx].is_iter_next;
15990 }
15991
15992 /* is_state_visited() handles iter_next() (see process_iter_next_call() for
15993  * terminology) calls specially: as opposed to bounded BPF loops, it *expects*
15994  * states to match, which otherwise would look like an infinite loop. So while
15995  * iter_next() calls are taken care of, we still need to be careful and
15996  * prevent erroneous and too eager declaration of "ininite loop", when
15997  * iterators are involved.
15998  *
15999  * Here's a situation in pseudo-BPF assembly form:
16000  *
16001  *   0: again:                          ; set up iter_next() call args
16002  *   1:   r1 = &it                      ; <CHECKPOINT HERE>
16003  *   2:   call bpf_iter_num_next        ; this is iter_next() call
16004  *   3:   if r0 == 0 goto done
16005  *   4:   ... something useful here ...
16006  *   5:   goto again                    ; another iteration
16007  *   6: done:
16008  *   7:   r1 = &it
16009  *   8:   call bpf_iter_num_destroy     ; clean up iter state
16010  *   9:   exit
16011  *
16012  * This is a typical loop. Let's assume that we have a prune point at 1:,
16013  * before we get to `call bpf_iter_num_next` (e.g., because of that `goto
16014  * again`, assuming other heuristics don't get in a way).
16015  *
16016  * When we first time come to 1:, let's say we have some state X. We proceed
16017  * to 2:, fork states, enqueue ACTIVE, validate NULL case successfully, exit.
16018  * Now we come back to validate that forked ACTIVE state. We proceed through
16019  * 3-5, come to goto, jump to 1:. Let's assume our state didn't change, so we
16020  * are converging. But the problem is that we don't know that yet, as this
16021  * convergence has to happen at iter_next() call site only. So if nothing is
16022  * done, at 1: verifier will use bounded loop logic and declare infinite
16023  * looping (and would be *technically* correct, if not for iterator's
16024  * "eventual sticky NULL" contract, see process_iter_next_call()). But we
16025  * don't want that. So what we do in process_iter_next_call() when we go on
16026  * another ACTIVE iteration, we bump slot->iter.depth, to mark that it's
16027  * a different iteration. So when we suspect an infinite loop, we additionally
16028  * check if any of the *ACTIVE* iterator states depths differ. If yes, we
16029  * pretend we are not looping and wait for next iter_next() call.
16030  *
16031  * This only applies to ACTIVE state. In DRAINED state we don't expect to
16032  * loop, because that would actually mean infinite loop, as DRAINED state is
16033  * "sticky", and so we'll keep returning into the same instruction with the
16034  * same state (at least in one of possible code paths).
16035  *
16036  * This approach allows to keep infinite loop heuristic even in the face of
16037  * active iterator. E.g., C snippet below is and will be detected as
16038  * inifintely looping:
16039  *
16040  *   struct bpf_iter_num it;
16041  *   int *p, x;
16042  *
16043  *   bpf_iter_num_new(&it, 0, 10);
16044  *   while ((p = bpf_iter_num_next(&t))) {
16045  *       x = p;
16046  *       while (x--) {} // <<-- infinite loop here
16047  *   }
16048  *
16049  */
16050 static bool iter_active_depths_differ(struct bpf_verifier_state *old, struct bpf_verifier_state *cur)
16051 {
16052         struct bpf_reg_state *slot, *cur_slot;
16053         struct bpf_func_state *state;
16054         int i, fr;
16055
16056         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
16057                 state = old->frame[fr];
16058                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
16059                         if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_ITER)
16060                                 continue;
16061
16062                         slot = &state->stack[i].spilled_ptr;
16063                         if (slot->iter.state != BPF_ITER_STATE_ACTIVE)
16064                                 continue;
16065
16066                         cur_slot = &cur->frame[fr]->stack[i].spilled_ptr;
16067                         if (cur_slot->iter.depth != slot->iter.depth)
16068                                 return true;
16069                 }
16070         }
16071         return false;
16072 }
16073
16074 static int is_state_visited(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
16075 {
16076         struct bpf_verifier_state_list *new_sl;
16077         struct bpf_verifier_state_list *sl, **pprev;
16078         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state, *new;
16079         int i, j, err, states_cnt = 0;
16080         bool force_new_state = env->test_state_freq || is_force_checkpoint(env, insn_idx);
16081         bool add_new_state = force_new_state;
16082
16083         /* bpf progs typically have pruning point every 4 instructions
16084          * http://vger.kernel.org/bpfconf2019.html#session-1
16085          * Do not add new state for future pruning if the verifier hasn't seen
16086          * at least 2 jumps and at least 8 instructions.
16087          * This heuristics helps decrease 'total_states' and 'peak_states' metric.
16088          * In tests that amounts to up to 50% reduction into total verifier
16089          * memory consumption and 20% verifier time speedup.
16090          */
16091         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed >= 2 &&
16092             env->insn_processed - env->prev_insn_processed >= 8)
16093                 add_new_state = true;
16094
16095         pprev = explored_state(env, insn_idx);
16096         sl = *pprev;
16097
16098         clean_live_states(env, insn_idx, cur);
16099
16100         while (sl) {
16101                 states_cnt++;
16102                 if (sl->state.insn_idx != insn_idx)
16103                         goto next;
16104
16105                 if (sl->state.branches) {
16106                         struct bpf_func_state *frame = sl->state.frame[sl->state.curframe];
16107
16108                         if (frame->in_async_callback_fn &&
16109                             frame->async_entry_cnt != cur->frame[cur->curframe]->async_entry_cnt) {
16110                                 /* Different async_entry_cnt means that the verifier is
16111                                  * processing another entry into async callback.
16112                                  * Seeing the same state is not an indication of infinite
16113                                  * loop or infinite recursion.
16114                                  * But finding the same state doesn't mean that it's safe
16115                                  * to stop processing the current state. The previous state
16116                                  * hasn't yet reached bpf_exit, since state.branches > 0.
16117                                  * Checking in_async_callback_fn alone is not enough either.
16118                                  * Since the verifier still needs to catch infinite loops
16119                                  * inside async callbacks.
16120                                  */
16121                                 goto skip_inf_loop_check;
16122                         }
16123                         /* BPF open-coded iterators loop detection is special.
16124                          * states_maybe_looping() logic is too simplistic in detecting
16125                          * states that *might* be equivalent, because it doesn't know
16126                          * about ID remapping, so don't even perform it.
16127                          * See process_iter_next_call() and iter_active_depths_differ()
16128                          * for overview of the logic. When current and one of parent
16129                          * states are detected as equivalent, it's a good thing: we prove
16130                          * convergence and can stop simulating further iterations.
16131                          * It's safe to assume that iterator loop will finish, taking into
16132                          * account iter_next() contract of eventually returning
16133                          * sticky NULL result.
16134                          */
16135                         if (is_iter_next_insn(env, insn_idx)) {
16136                                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
16137                                         struct bpf_func_state *cur_frame;
16138                                         struct bpf_reg_state *iter_state, *iter_reg;
16139                                         int spi;
16140
16141                                         cur_frame = cur->frame[cur->curframe];
16142                                         /* btf_check_iter_kfuncs() enforces that
16143                                          * iter state pointer is always the first arg
16144                                          */
16145                                         iter_reg = &cur_frame->regs[BPF_REG_1];
16146                                         /* current state is valid due to states_equal(),
16147                                          * so we can assume valid iter and reg state,
16148                                          * no need for extra (re-)validations
16149                                          */
16150                                         spi = __get_spi(iter_reg->off + iter_reg->var_off.value);
16151                                         iter_state = &func(env, iter_reg)->stack[spi].spilled_ptr;
16152                                         if (iter_state->iter.state == BPF_ITER_STATE_ACTIVE)
16153                                                 goto hit;
16154                                 }
16155                                 goto skip_inf_loop_check;
16156                         }
16157                         /* attempt to detect infinite loop to avoid unnecessary doomed work */
16158                         if (states_maybe_looping(&sl->state, cur) &&
16159                             states_equal(env, &sl->state, cur) &&
16160                             !iter_active_depths_differ(&sl->state, cur)) {
16161                                 verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
16162                                 verbose(env, "infinite loop detected at insn %d\n", insn_idx);
16163                                 return -EINVAL;
16164                         }
16165                         /* if the verifier is processing a loop, avoid adding new state
16166                          * too often, since different loop iterations have distinct
16167                          * states and may not help future pruning.
16168                          * This threshold shouldn't be too low to make sure that
16169                          * a loop with large bound will be rejected quickly.
16170                          * The most abusive loop will be:
16171                          * r1 += 1
16172                          * if r1 < 1000000 goto pc-2
16173                          * 1M insn_procssed limit / 100 == 10k peak states.
16174                          * This threshold shouldn't be too high either, since states
16175                          * at the end of the loop are likely to be useful in pruning.
16176                          */
16177 skip_inf_loop_check:
16178                         if (!force_new_state &&
16179                             env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed < 20 &&
16180                             env->insn_processed - env->prev_insn_processed < 100)
16181                                 add_new_state = false;
16182                         goto miss;
16183                 }
16184                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
16185 hit:
16186                         sl->hit_cnt++;
16187                         /* reached equivalent register/stack state,
16188                          * prune the search.
16189                          * Registers read by the continuation are read by us.
16190                          * If we have any write marks in env->cur_state, they
16191                          * will prevent corresponding reads in the continuation
16192                          * from reaching our parent (an explored_state).  Our
16193                          * own state will get the read marks recorded, but
16194                          * they'll be immediately forgotten as we're pruning
16195                          * this state and will pop a new one.
16196                          */
16197                         err = propagate_liveness(env, &sl->state, cur);
16198
16199                         /* if previous state reached the exit with precision and
16200                          * current state is equivalent to it (except precsion marks)
16201                          * the precision needs to be propagated back in
16202                          * the current state.
16203                          */
16204                         err = err ? : push_jmp_history(env, cur);
16205                         err = err ? : propagate_precision(env, &sl->state);
16206                         if (err)
16207                                 return err;
16208                         return 1;
16209                 }
16210 miss:
16211                 /* when new state is not going to be added do not increase miss count.
16212                  * Otherwise several loop iterations will remove the state
16213                  * recorded earlier. The goal of these heuristics is to have
16214                  * states from some iterations of the loop (some in the beginning
16215                  * and some at the end) to help pruning.
16216                  */
16217                 if (add_new_state)
16218                         sl->miss_cnt++;
16219                 /* heuristic to determine whether this state is beneficial
16220                  * to keep checking from state equivalence point of view.
16221                  * Higher numbers increase max_states_per_insn and verification time,
16222                  * but do not meaningfully decrease insn_processed.
16223                  */
16224                 if (sl->miss_cnt > sl->hit_cnt * 3 + 3) {
16225                         /* the state is unlikely to be useful. Remove it to
16226                          * speed up verification
16227                          */
16228                         *pprev = sl->next;
16229                         if (sl->state.frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE) {
16230                                 u32 br = sl->state.branches;
16231
16232                                 WARN_ONCE(br,
16233                                           "BUG live_done but branches_to_explore %d\n",
16234                                           br);
16235                                 free_verifier_state(&sl->state, false);
16236                                 kfree(sl);
16237                                 env->peak_states--;
16238                         } else {
16239                                 /* cannot free this state, since parentage chain may
16240                                  * walk it later. Add it for free_list instead to
16241                                  * be freed at the end of verification
16242                                  */
16243                                 sl->next = env->free_list;
16244                                 env->free_list = sl;
16245                         }
16246                         sl = *pprev;
16247                         continue;
16248                 }
16249 next:
16250                 pprev = &sl->next;
16251                 sl = *pprev;
16252         }
16253
16254         if (env->max_states_per_insn < states_cnt)
16255                 env->max_states_per_insn = states_cnt;
16256
16257         if (!env->bpf_capable && states_cnt > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES)
16258                 return 0;
16259
16260         if (!add_new_state)
16261                 return 0;
16262
16263         /* There were no equivalent states, remember the current one.
16264          * Technically the current state is not proven to be safe yet,
16265          * but it will either reach outer most bpf_exit (which means it's safe)
16266          * or it will be rejected. When there are no loops the verifier won't be
16267          * seeing this tuple (frame[0].callsite, frame[1].callsite, .. insn_idx)
16268          * again on the way to bpf_exit.
16269          * When looping the sl->state.branches will be > 0 and this state
16270          * will not be considered for equivalence until branches == 0.
16271          */
16272         new_sl = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state_list), GFP_KERNEL);
16273         if (!new_sl)
16274                 return -ENOMEM;
16275         env->total_states++;
16276         env->peak_states++;
16277         env->prev_jmps_processed = env->jmps_processed;
16278         env->prev_insn_processed = env->insn_processed;
16279
16280         /* forget precise markings we inherited, see __mark_chain_precision */
16281         if (env->bpf_capable)
16282                 mark_all_scalars_imprecise(env, cur);
16283
16284         /* add new state to the head of linked list */
16285         new = &new_sl->state;
16286         err = copy_verifier_state(new, cur);
16287         if (err) {
16288                 free_verifier_state(new, false);
16289                 kfree(new_sl);
16290                 return err;
16291         }
16292         new->insn_idx = insn_idx;
16293         WARN_ONCE(new->branches != 1,
16294                   "BUG is_state_visited:branches_to_explore=%d insn %d\n", new->branches, insn_idx);
16295
16296         cur->parent = new;
16297         cur->first_insn_idx = insn_idx;
16298         clear_jmp_history(cur);
16299         new_sl->next = *explored_state(env, insn_idx);
16300         *explored_state(env, insn_idx) = new_sl;
16301         /* connect new state to parentage chain. Current frame needs all
16302          * registers connected. Only r6 - r9 of the callers are alive (pushed
16303          * to the stack implicitly by JITs) so in callers' frames connect just
16304          * r6 - r9 as an optimization. Callers will have r1 - r5 connected to
16305          * the state of the call instruction (with WRITTEN set), and r0 comes
16306          * from callee with its full parentage chain, anyway.
16307          */
16308         /* clear write marks in current state: the writes we did are not writes
16309          * our child did, so they don't screen off its reads from us.
16310          * (There are no read marks in current state, because reads always mark
16311          * their parent and current state never has children yet.  Only
16312          * explored_states can get read marks.)
16313          */
16314         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
16315                 for (i = j < cur->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++)
16316                         cur->frame[j]->regs[i].parent = &new->frame[j]->regs[i];
16317                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++)
16318                         cur->frame[j]->regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
16319         }
16320
16321         /* all stack frames are accessible from callee, clear them all */
16322         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
16323                 struct bpf_func_state *frame = cur->frame[j];
16324                 struct bpf_func_state *newframe = new->frame[j];
16325
16326                 for (i = 0; i < frame->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
16327                         frame->stack[i].spilled_ptr.live = REG_LIVE_NONE;
16328                         frame->stack[i].spilled_ptr.parent =
16329                                                 &newframe->stack[i].spilled_ptr;
16330                 }
16331         }
16332         return 0;
16333 }
16334
16335 /* Return true if it's OK to have the same insn return a different type. */
16336 static bool reg_type_mismatch_ok(enum bpf_reg_type type)
16337 {
16338         switch (base_type(type)) {
16339         case PTR_TO_CTX:
16340         case PTR_TO_SOCKET:
16341         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
16342         case PTR_TO_TCP_SOCK:
16343         case PTR_TO_XDP_SOCK:
16344         case PTR_TO_BTF_ID:
16345                 return false;
16346         default:
16347                 return true;
16348         }
16349 }
16350
16351 /* If an instruction was previously used with particular pointer types, then we
16352  * need to be careful to avoid cases such as the below, where it may be ok
16353  * for one branch accessing the pointer, but not ok for the other branch:
16354  *
16355  * R1 = sock_ptr
16356  * goto X;
16357  * ...
16358  * R1 = some_other_valid_ptr;
16359  * goto X;
16360  * ...
16361  * R2 = *(u32 *)(R1 + 0);
16362  */
16363 static bool reg_type_mismatch(enum bpf_reg_type src, enum bpf_reg_type prev)
16364 {
16365         return src != prev && (!reg_type_mismatch_ok(src) ||
16366                                !reg_type_mismatch_ok(prev));
16367 }
16368
16369 static int save_aux_ptr_type(struct bpf_verifier_env *env, enum bpf_reg_type type,
16370                              bool allow_trust_missmatch)
16371 {
16372         enum bpf_reg_type *prev_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
16373
16374         if (*prev_type == NOT_INIT) {
16375                 /* Saw a valid insn
16376                  * dst_reg = *(u32 *)(src_reg + off)
16377                  * save type to validate intersecting paths
16378                  */
16379                 *prev_type = type;
16380         } else if (reg_type_mismatch(type, *prev_type)) {
16381                 /* Abuser program is trying to use the same insn
16382                  * dst_reg = *(u32*) (src_reg + off)
16383                  * with different pointer types:
16384                  * src_reg == ctx in one branch and
16385                  * src_reg == stack|map in some other branch.
16386                  * Reject it.
16387                  */
16388                 if (allow_trust_missmatch &&
16389                     base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID &&
16390                     base_type(*prev_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
16391                         /*
16392                          * Have to support a use case when one path through
16393                          * the program yields TRUSTED pointer while another
16394                          * is UNTRUSTED. Fallback to UNTRUSTED to generate
16395                          * BPF_PROBE_MEM/BPF_PROBE_MEMSX.
16396                          */
16397                         *prev_type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED;
16398                 } else {
16399                         verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
16400                         return -EINVAL;
16401                 }
16402         }
16403
16404         return 0;
16405 }
16406
16407 static int do_check(struct bpf_verifier_env *env)
16408 {
16409         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
16410         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
16411         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
16412         struct bpf_reg_state *regs;
16413         int insn_cnt = env->prog->len;
16414         bool do_print_state = false;
16415         int prev_insn_idx = -1;
16416
16417         for (;;) {
16418                 struct bpf_insn *insn;
16419                 u8 class;
16420                 int err;
16421
16422                 env->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
16423                 if (env->insn_idx >= insn_cnt) {
16424                         verbose(env, "invalid insn idx %d insn_cnt %d\n",
16425                                 env->insn_idx, insn_cnt);
16426                         return -EFAULT;
16427                 }
16428
16429                 insn = &insns[env->insn_idx];
16430                 class = BPF_CLASS(insn->code);
16431
16432                 if (++env->insn_processed > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS) {
16433                         verbose(env,
16434                                 "BPF program is too large. Processed %d insn\n",
16435                                 env->insn_processed);
16436                         return -E2BIG;
16437                 }
16438
16439                 state->last_insn_idx = env->prev_insn_idx;
16440
16441                 if (is_prune_point(env, env->insn_idx)) {
16442                         err = is_state_visited(env, env->insn_idx);
16443                         if (err < 0)
16444                                 return err;
16445                         if (err == 1) {
16446                                 /* found equivalent state, can prune the search */
16447                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
16448                                         if (do_print_state)
16449                                                 verbose(env, "\nfrom %d to %d%s: safe\n",
16450                                                         env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
16451                                                         env->cur_state->speculative ?
16452                                                         " (speculative execution)" : "");
16453                                         else
16454                                                 verbose(env, "%d: safe\n", env->insn_idx);
16455                                 }
16456                                 goto process_bpf_exit;
16457                         }
16458                 }
16459
16460                 if (is_jmp_point(env, env->insn_idx)) {
16461                         err = push_jmp_history(env, state);
16462                         if (err)
16463                                 return err;
16464                 }
16465
16466                 if (signal_pending(current))
16467                         return -EAGAIN;
16468
16469                 if (need_resched())
16470                         cond_resched();
16471
16472                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2 && do_print_state) {
16473                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s:",
16474                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
16475                                 env->cur_state->speculative ?
16476                                 " (speculative execution)" : "");
16477                         print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe], true);
16478                         do_print_state = false;
16479                 }
16480
16481                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
16482                         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
16483                                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
16484                                 .cb_print       = verbose,
16485                                 .private_data   = env,
16486                         };
16487
16488                         if (verifier_state_scratched(env))
16489                                 print_insn_state(env, state->frame[state->curframe]);
16490
16491                         verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
16492                         env->prev_log_pos = env->log.end_pos;
16493                         verbose(env, "%d: ", env->insn_idx);
16494                         print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
16495                         env->prev_insn_print_pos = env->log.end_pos - env->prev_log_pos;
16496                         env->prev_log_pos = env->log.end_pos;
16497                 }
16498
16499                 if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
16500                         err = bpf_prog_offload_verify_insn(env, env->insn_idx,
16501                                                            env->prev_insn_idx);
16502                         if (err)
16503                                 return err;
16504                 }
16505
16506                 regs = cur_regs(env);
16507                 sanitize_mark_insn_seen(env);
16508                 prev_insn_idx = env->insn_idx;
16509
16510                 if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
16511                         err = check_alu_op(env, insn);
16512                         if (err)
16513                                 return err;
16514
16515                 } else if (class == BPF_LDX) {
16516                         enum bpf_reg_type src_reg_type;
16517
16518                         /* check for reserved fields is already done */
16519
16520                         /* check src operand */
16521                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
16522                         if (err)
16523                                 return err;
16524
16525                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
16526                         if (err)
16527                                 return err;
16528
16529                         src_reg_type = regs[insn->src_reg].type;
16530
16531                         /* check that memory (src_reg + off) is readable,
16532                          * the state of dst_reg will be updated by this func
16533                          */
16534                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->src_reg,
16535                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
16536                                                BPF_READ, insn->dst_reg, false,
16537                                                BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEMSX);
16538                         if (err)
16539                                 return err;
16540
16541                         err = save_aux_ptr_type(env, src_reg_type, true);
16542                         if (err)
16543                                 return err;
16544                 } else if (class == BPF_STX) {
16545                         enum bpf_reg_type dst_reg_type;
16546
16547                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC) {
16548                                 err = check_atomic(env, env->insn_idx, insn);
16549                                 if (err)
16550                                         return err;
16551                                 env->insn_idx++;
16552                                 continue;
16553                         }
16554
16555                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0) {
16556                                 verbose(env, "BPF_STX uses reserved fields\n");
16557                                 return -EINVAL;
16558                         }
16559
16560                         /* check src1 operand */
16561                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
16562                         if (err)
16563                                 return err;
16564                         /* check src2 operand */
16565                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
16566                         if (err)
16567                                 return err;
16568
16569                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
16570
16571                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
16572                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
16573                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
16574                                                BPF_WRITE, insn->src_reg, false, false);
16575                         if (err)
16576                                 return err;
16577
16578                         err = save_aux_ptr_type(env, dst_reg_type, false);
16579                         if (err)
16580                                 return err;
16581                 } else if (class == BPF_ST) {
16582                         enum bpf_reg_type dst_reg_type;
16583
16584                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM ||
16585                             insn->src_reg != BPF_REG_0) {
16586                                 verbose(env, "BPF_ST uses reserved fields\n");
16587                                 return -EINVAL;
16588                         }
16589                         /* check src operand */
16590                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
16591                         if (err)
16592                                 return err;
16593
16594                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
16595
16596                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
16597                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
16598                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
16599                                                BPF_WRITE, -1, false, false);
16600                         if (err)
16601                                 return err;
16602
16603                         err = save_aux_ptr_type(env, dst_reg_type, false);
16604                         if (err)
16605                                 return err;
16606                 } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
16607                         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
16608
16609                         env->jmps_processed++;
16610                         if (opcode == BPF_CALL) {
16611                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
16612                                     (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL
16613                                      && insn->off != 0) ||
16614                                     (insn->src_reg != BPF_REG_0 &&
16615                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL &&
16616                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) ||
16617                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
16618                                     class == BPF_JMP32) {
16619                                         verbose(env, "BPF_CALL uses reserved fields\n");
16620                                         return -EINVAL;
16621                                 }
16622
16623                                 if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
16624                                         if ((insn->src_reg == BPF_REG_0 && insn->imm != BPF_FUNC_spin_unlock) ||
16625                                             (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL) ||
16626                                             (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL &&
16627                                              (insn->off != 0 || !is_bpf_graph_api_kfunc(insn->imm)))) {
16628                                                 verbose(env, "function calls are not allowed while holding a lock\n");
16629                                                 return -EINVAL;
16630                                         }
16631                                 }
16632                                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
16633                                         err = check_func_call(env, insn, &env->insn_idx);
16634                                 else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
16635                                         err = check_kfunc_call(env, insn, &env->insn_idx);
16636                                 else
16637                                         err = check_helper_call(env, insn, &env->insn_idx);
16638                                 if (err)
16639                                         return err;
16640
16641                                 mark_reg_scratched(env, BPF_REG_0);
16642                         } else if (opcode == BPF_JA) {
16643                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
16644                                     insn->imm != 0 ||
16645                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
16646                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
16647                                     class == BPF_JMP32) {
16648                                         verbose(env, "BPF_JA uses reserved fields\n");
16649                                         return -EINVAL;
16650                                 }
16651
16652                                 env->insn_idx += insn->off + 1;
16653                                 continue;
16654
16655                         } else if (opcode == BPF_EXIT) {
16656                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
16657                                     insn->imm != 0 ||
16658                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
16659                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
16660                                     class == BPF_JMP32) {
16661                                         verbose(env, "BPF_EXIT uses reserved fields\n");
16662                                         return -EINVAL;
16663                                 }
16664
16665                                 if (env->cur_state->active_lock.ptr &&
16666                                     !in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
16667                                         verbose(env, "bpf_spin_unlock is missing\n");
16668                                         return -EINVAL;
16669                                 }
16670
16671                                 if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
16672                                         verbose(env, "bpf_rcu_read_unlock is missing\n");
16673                                         return -EINVAL;
16674                                 }
16675
16676                                 /* We must do check_reference_leak here before
16677                                  * prepare_func_exit to handle the case when
16678                                  * state->curframe > 0, it may be a callback
16679                                  * function, for which reference_state must
16680                                  * match caller reference state when it exits.
16681                                  */
16682                                 err = check_reference_leak(env);
16683                                 if (err)
16684                                         return err;
16685
16686                                 if (state->curframe) {
16687                                         /* exit from nested function */
16688                                         err = prepare_func_exit(env, &env->insn_idx);
16689                                         if (err)
16690                                                 return err;
16691                                         do_print_state = true;
16692                                         continue;
16693                                 }
16694
16695                                 err = check_return_code(env);
16696                                 if (err)
16697                                         return err;
16698 process_bpf_exit:
16699                                 mark_verifier_state_scratched(env);
16700                                 update_branch_counts(env, env->cur_state);
16701                                 err = pop_stack(env, &prev_insn_idx,
16702                                                 &env->insn_idx, pop_log);
16703                                 if (err < 0) {
16704                                         if (err != -ENOENT)
16705                                                 return err;
16706                                         break;
16707                                 } else {
16708                                         do_print_state = true;
16709                                         continue;
16710                                 }
16711                         } else {
16712                                 err = check_cond_jmp_op(env, insn, &env->insn_idx);
16713                                 if (err)
16714                                         return err;
16715                         }
16716                 } else if (class == BPF_LD) {
16717                         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
16718
16719                         if (mode == BPF_ABS || mode == BPF_IND) {
16720                                 err = check_ld_abs(env, insn);
16721                                 if (err)
16722                                         return err;
16723
16724                         } else if (mode == BPF_IMM) {
16725                                 err = check_ld_imm(env, insn);
16726                                 if (err)
16727                                         return err;
16728
16729                                 env->insn_idx++;
16730                                 sanitize_mark_insn_seen(env);
16731                         } else {
16732                                 verbose(env, "invalid BPF_LD mode\n");
16733                                 return -EINVAL;
16734                         }
16735                 } else {
16736                         verbose(env, "unknown insn class %d\n", class);
16737                         return -EINVAL;
16738                 }
16739
16740                 env->insn_idx++;
16741         }
16742
16743         return 0;
16744 }
16745
16746 static int find_btf_percpu_datasec(struct btf *btf)
16747 {
16748         const struct btf_type *t;
16749         const char *tname;
16750         int i, n;
16751
16752         /*
16753          * Both vmlinux and module each have their own ".data..percpu"
16754          * DATASECs in BTF. So for module's case, we need to skip vmlinux BTF
16755          * types to look at only module's own BTF types.
16756          */
16757         n = btf_nr_types(btf);
16758         if (btf_is_module(btf))
16759                 i = btf_nr_types(btf_vmlinux);
16760         else
16761                 i = 1;
16762
16763         for(; i < n; i++) {
16764                 t = btf_type_by_id(btf, i);
16765                 if (BTF_INFO_KIND(t->info) != BTF_KIND_DATASEC)
16766                         continue;
16767
16768                 tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
16769                 if (!strcmp(tname, ".data..percpu"))
16770                         return i;
16771         }
16772
16773         return -ENOENT;
16774 }
16775
16776 /* replace pseudo btf_id with kernel symbol address */
16777 static int check_pseudo_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
16778                                struct bpf_insn *insn,
16779                                struct bpf_insn_aux_data *aux)
16780 {
16781         const struct btf_var_secinfo *vsi;
16782         const struct btf_type *datasec;
16783         struct btf_mod_pair *btf_mod;
16784         const struct btf_type *t;
16785         const char *sym_name;
16786         bool percpu = false;
16787         u32 type, id = insn->imm;
16788         struct btf *btf;
16789         s32 datasec_id;
16790         u64 addr;
16791         int i, btf_fd, err;
16792
16793         btf_fd = insn[1].imm;
16794         if (btf_fd) {
16795                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
16796                 if (IS_ERR(btf)) {
16797                         verbose(env, "invalid module BTF object FD specified.\n");
16798                         return -EINVAL;
16799                 }
16800         } else {
16801                 if (!btf_vmlinux) {
16802                         verbose(env, "kernel is missing BTF, make sure CONFIG_DEBUG_INFO_BTF=y is specified in Kconfig.\n");
16803                         return -EINVAL;
16804                 }
16805                 btf = btf_vmlinux;
16806                 btf_get(btf);
16807         }
16808
16809         t = btf_type_by_id(btf, id);
16810         if (!t) {
16811                 verbose(env, "ldimm64 insn specifies invalid btf_id %d.\n", id);
16812                 err = -ENOENT;
16813                 goto err_put;
16814         }
16815
16816         if (!btf_type_is_var(t) && !btf_type_is_func(t)) {
16817                 verbose(env, "pseudo btf_id %d in ldimm64 isn't KIND_VAR or KIND_FUNC\n", id);
16818                 err = -EINVAL;
16819                 goto err_put;
16820         }
16821
16822         sym_name = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
16823         addr = kallsyms_lookup_name(sym_name);
16824         if (!addr) {
16825                 verbose(env, "ldimm64 failed to find the address for kernel symbol '%s'.\n",
16826                         sym_name);
16827                 err = -ENOENT;
16828                 goto err_put;
16829         }
16830         insn[0].imm = (u32)addr;
16831         insn[1].imm = addr >> 32;
16832
16833         if (btf_type_is_func(t)) {
16834                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
16835                 aux->btf_var.mem_size = 0;
16836                 goto check_btf;
16837         }
16838
16839         datasec_id = find_btf_percpu_datasec(btf);
16840         if (datasec_id > 0) {
16841                 datasec = btf_type_by_id(btf, datasec_id);
16842                 for_each_vsi(i, datasec, vsi) {
16843                         if (vsi->type == id) {
16844                                 percpu = true;
16845                                 break;
16846                         }
16847                 }
16848         }
16849
16850         type = t->type;
16851         t = btf_type_skip_modifiers(btf, type, NULL);
16852         if (percpu) {
16853                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU;
16854                 aux->btf_var.btf = btf;
16855                 aux->btf_var.btf_id = type;
16856         } else if (!btf_type_is_struct(t)) {
16857                 const struct btf_type *ret;
16858                 const char *tname;
16859                 u32 tsize;
16860
16861                 /* resolve the type size of ksym. */
16862                 ret = btf_resolve_size(btf, t, &tsize);
16863                 if (IS_ERR(ret)) {
16864                         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
16865                         verbose(env, "ldimm64 unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
16866                                 tname, PTR_ERR(ret));
16867                         err = -EINVAL;
16868                         goto err_put;
16869                 }
16870                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
16871                 aux->btf_var.mem_size = tsize;
16872         } else {
16873                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID;
16874                 aux->btf_var.btf = btf;
16875                 aux->btf_var.btf_id = type;
16876         }
16877 check_btf:
16878         /* check whether we recorded this BTF (and maybe module) already */
16879         for (i = 0; i < env->used_btf_cnt; i++) {
16880                 if (env->used_btfs[i].btf == btf) {
16881                         btf_put(btf);
16882                         return 0;
16883                 }
16884         }
16885
16886         if (env->used_btf_cnt >= MAX_USED_BTFS) {
16887                 err = -E2BIG;
16888                 goto err_put;
16889         }
16890
16891         btf_mod = &env->used_btfs[env->used_btf_cnt];
16892         btf_mod->btf = btf;
16893         btf_mod->module = NULL;
16894
16895         /* if we reference variables from kernel module, bump its refcount */
16896         if (btf_is_module(btf)) {
16897                 btf_mod->module = btf_try_get_module(btf);
16898                 if (!btf_mod->module) {
16899                         err = -ENXIO;
16900                         goto err_put;
16901                 }
16902         }
16903
16904         env->used_btf_cnt++;
16905
16906         return 0;
16907 err_put:
16908         btf_put(btf);
16909         return err;
16910 }
16911
16912 static bool is_tracing_prog_type(enum bpf_prog_type type)
16913 {
16914         switch (type) {
16915         case BPF_PROG_TYPE_KPROBE:
16916         case BPF_PROG_TYPE_TRACEPOINT:
16917         case BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT:
16918         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
16919         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT_WRITABLE:
16920                 return true;
16921         default:
16922                 return false;
16923         }
16924 }
16925
16926 static int check_map_prog_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
16927                                         struct bpf_map *map,
16928                                         struct bpf_prog *prog)
16929
16930 {
16931         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
16932
16933         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_LIST_HEAD) ||
16934             btf_record_has_field(map->record, BPF_RB_ROOT)) {
16935                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
16936                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_{list_head,rb_root} yet\n");
16937                         return -EINVAL;
16938                 }
16939         }
16940
16941         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_SPIN_LOCK)) {
16942                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER) {
16943                         verbose(env, "socket filter progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
16944                         return -EINVAL;
16945                 }
16946
16947                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
16948                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
16949                         return -EINVAL;
16950                 }
16951
16952                 if (prog->aux->sleepable) {
16953                         verbose(env, "sleepable progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
16954                         return -EINVAL;
16955                 }
16956         }
16957
16958         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_TIMER)) {
16959                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
16960                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_timer yet\n");
16961                         return -EINVAL;
16962                 }
16963         }
16964
16965         if ((bpf_prog_is_offloaded(prog->aux) || bpf_map_is_offloaded(map)) &&
16966             !bpf_offload_prog_map_match(prog, map)) {
16967                 verbose(env, "offload device mismatch between prog and map\n");
16968                 return -EINVAL;
16969         }
16970
16971         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_STRUCT_OPS) {
16972                 verbose(env, "bpf_struct_ops map cannot be used in prog\n");
16973                 return -EINVAL;
16974         }
16975
16976         if (prog->aux->sleepable)
16977                 switch (map->map_type) {
16978                 case BPF_MAP_TYPE_HASH:
16979                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH:
16980                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY:
16981                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH:
16982                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY:
16983                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH:
16984                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
16985                 case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
16986                 case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
16987                 case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
16988                 case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
16989                 case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
16990                 case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
16991                 case BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE:
16992                         break;
16993                 default:
16994                         verbose(env,
16995                                 "Sleepable programs can only use array, hash, ringbuf and local storage maps\n");
16996                         return -EINVAL;
16997                 }
16998
16999         return 0;
17000 }
17001
17002 static bool bpf_map_is_cgroup_storage(struct bpf_map *map)
17003 {
17004         return (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE ||
17005                 map->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE);
17006 }
17007
17008 /* find and rewrite pseudo imm in ld_imm64 instructions:
17009  *
17010  * 1. if it accesses map FD, replace it with actual map pointer.
17011  * 2. if it accesses btf_id of a VAR, replace it with pointer to the var.
17012  *
17013  * NOTE: btf_vmlinux is required for converting pseudo btf_id.
17014  */
17015 static int resolve_pseudo_ldimm64(struct bpf_verifier_env *env)
17016 {
17017         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17018         int insn_cnt = env->prog->len;
17019         int i, j, err;
17020
17021         err = bpf_prog_calc_tag(env->prog);
17022         if (err)
17023                 return err;
17024
17025         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
17026                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
17027                     ((BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM && BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEMSX) ||
17028                     insn->imm != 0)) {
17029                         verbose(env, "BPF_LDX uses reserved fields\n");
17030                         return -EINVAL;
17031                 }
17032
17033                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW)) {
17034                         struct bpf_insn_aux_data *aux;
17035                         struct bpf_map *map;
17036                         struct fd f;
17037                         u64 addr;
17038                         u32 fd;
17039
17040                         if (i == insn_cnt - 1 || insn[1].code != 0 ||
17041                             insn[1].dst_reg != 0 || insn[1].src_reg != 0 ||
17042                             insn[1].off != 0) {
17043                                 verbose(env, "invalid bpf_ld_imm64 insn\n");
17044                                 return -EINVAL;
17045                         }
17046
17047                         if (insn[0].src_reg == 0)
17048                                 /* valid generic load 64-bit imm */
17049                                 goto next_insn;
17050
17051                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
17052                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
17053                                 err = check_pseudo_btf_id(env, insn, aux);
17054                                 if (err)
17055                                         return err;
17056                                 goto next_insn;
17057                         }
17058
17059                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
17060                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
17061                                 aux->ptr_type = PTR_TO_FUNC;
17062                                 goto next_insn;
17063                         }
17064
17065                         /* In final convert_pseudo_ld_imm64() step, this is
17066                          * converted into regular 64-bit imm load insn.
17067                          */
17068                         switch (insn[0].src_reg) {
17069                         case BPF_PSEUDO_MAP_VALUE:
17070                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
17071                                 break;
17072                         case BPF_PSEUDO_MAP_FD:
17073                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
17074                                 if (insn[1].imm == 0)
17075                                         break;
17076                                 fallthrough;
17077                         default:
17078                                 verbose(env, "unrecognized bpf_ld_imm64 insn\n");
17079                                 return -EINVAL;
17080                         }
17081
17082                         switch (insn[0].src_reg) {
17083                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
17084                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
17085                                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
17086                                         verbose(env, "fd_idx without fd_array is invalid\n");
17087                                         return -EPROTO;
17088                                 }
17089                                 if (copy_from_bpfptr_offset(&fd, env->fd_array,
17090                                                             insn[0].imm * sizeof(fd),
17091                                                             sizeof(fd)))
17092                                         return -EFAULT;
17093                                 break;
17094                         default:
17095                                 fd = insn[0].imm;
17096                                 break;
17097                         }
17098
17099                         f = fdget(fd);
17100                         map = __bpf_map_get(f);
17101                         if (IS_ERR(map)) {
17102                                 verbose(env, "fd %d is not pointing to valid bpf_map\n",
17103                                         insn[0].imm);
17104                                 return PTR_ERR(map);
17105                         }
17106
17107                         err = check_map_prog_compatibility(env, map, env->prog);
17108                         if (err) {
17109                                 fdput(f);
17110                                 return err;
17111                         }
17112
17113                         aux = &env->insn_aux_data[i];
17114                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
17115                             insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
17116                                 addr = (unsigned long)map;
17117                         } else {
17118                                 u32 off = insn[1].imm;
17119
17120                                 if (off >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
17121                                         verbose(env, "direct value offset of %u is not allowed\n", off);
17122                                         fdput(f);
17123                                         return -EINVAL;
17124                                 }
17125
17126                                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
17127                                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
17128                                         fdput(f);
17129                                         return -EINVAL;
17130                                 }
17131
17132                                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
17133                                 if (err) {
17134                                         verbose(env, "invalid access to map value pointer, value_size=%u off=%u\n",
17135                                                 map->value_size, off);
17136                                         fdput(f);
17137                                         return err;
17138                                 }
17139
17140                                 aux->map_off = off;
17141                                 addr += off;
17142                         }
17143
17144                         insn[0].imm = (u32)addr;
17145                         insn[1].imm = addr >> 32;
17146
17147                         /* check whether we recorded this map already */
17148                         for (j = 0; j < env->used_map_cnt; j++) {
17149                                 if (env->used_maps[j] == map) {
17150                                         aux->map_index = j;
17151                                         fdput(f);
17152                                         goto next_insn;
17153                                 }
17154                         }
17155
17156                         if (env->used_map_cnt >= MAX_USED_MAPS) {
17157                                 fdput(f);
17158                                 return -E2BIG;
17159                         }
17160
17161                         /* hold the map. If the program is rejected by verifier,
17162                          * the map will be released by release_maps() or it
17163                          * will be used by the valid program until it's unloaded
17164                          * and all maps are released in free_used_maps()
17165                          */
17166                         bpf_map_inc(map);
17167
17168                         aux->map_index = env->used_map_cnt;
17169                         env->used_maps[env->used_map_cnt++] = map;
17170
17171                         if (bpf_map_is_cgroup_storage(map) &&
17172                             bpf_cgroup_storage_assign(env->prog->aux, map)) {
17173                                 verbose(env, "only one cgroup storage of each type is allowed\n");
17174                                 fdput(f);
17175                                 return -EBUSY;
17176                         }
17177
17178                         fdput(f);
17179 next_insn:
17180                         insn++;
17181                         i++;
17182                         continue;
17183                 }
17184
17185                 /* Basic sanity check before we invest more work here. */
17186                 if (!bpf_opcode_in_insntable(insn->code)) {
17187                         verbose(env, "unknown opcode %02x\n", insn->code);
17188                         return -EINVAL;
17189                 }
17190         }
17191
17192         /* now all pseudo BPF_LD_IMM64 instructions load valid
17193          * 'struct bpf_map *' into a register instead of user map_fd.
17194          * These pointers will be used later by verifier to validate map access.
17195          */
17196         return 0;
17197 }
17198
17199 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
17200 static void release_maps(struct bpf_verifier_env *env)
17201 {
17202         __bpf_free_used_maps(env->prog->aux, env->used_maps,
17203                              env->used_map_cnt);
17204 }
17205
17206 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
17207 static void release_btfs(struct bpf_verifier_env *env)
17208 {
17209         __bpf_free_used_btfs(env->prog->aux, env->used_btfs,
17210                              env->used_btf_cnt);
17211 }
17212
17213 /* convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic BPF_LD_IMM64 */
17214 static void convert_pseudo_ld_imm64(struct bpf_verifier_env *env)
17215 {
17216         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17217         int insn_cnt = env->prog->len;
17218         int i;
17219
17220         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
17221                 if (insn->code != (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW))
17222                         continue;
17223                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC)
17224                         continue;
17225                 insn->src_reg = 0;
17226         }
17227 }
17228
17229 /* single env->prog->insni[off] instruction was replaced with the range
17230  * insni[off, off + cnt).  Adjust corresponding insn_aux_data by copying
17231  * [0, off) and [off, end) to new locations, so the patched range stays zero
17232  */
17233 static void adjust_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env,
17234                                  struct bpf_insn_aux_data *new_data,
17235                                  struct bpf_prog *new_prog, u32 off, u32 cnt)
17236 {
17237         struct bpf_insn_aux_data *old_data = env->insn_aux_data;
17238         struct bpf_insn *insn = new_prog->insnsi;
17239         u32 old_seen = old_data[off].seen;
17240         u32 prog_len;
17241         int i;
17242
17243         /* aux info at OFF always needs adjustment, no matter fast path
17244          * (cnt == 1) is taken or not. There is no guarantee INSN at OFF is the
17245          * original insn at old prog.
17246          */
17247         old_data[off].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + off + cnt - 1);
17248
17249         if (cnt == 1)
17250                 return;
17251         prog_len = new_prog->len;
17252
17253         memcpy(new_data, old_data, sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * off);
17254         memcpy(new_data + off + cnt - 1, old_data + off,
17255                sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * (prog_len - off - cnt + 1));
17256         for (i = off; i < off + cnt - 1; i++) {
17257                 /* Expand insni[off]'s seen count to the patched range. */
17258                 new_data[i].seen = old_seen;
17259                 new_data[i].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + i);
17260         }
17261         env->insn_aux_data = new_data;
17262         vfree(old_data);
17263 }
17264
17265 static void adjust_subprog_starts(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 len)
17266 {
17267         int i;
17268
17269         if (len == 1)
17270                 return;
17271         /* NOTE: fake 'exit' subprog should be updated as well. */
17272         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++) {
17273                 if (env->subprog_info[i].start <= off)
17274                         continue;
17275                 env->subprog_info[i].start += len - 1;
17276         }
17277 }
17278
17279 static void adjust_poke_descs(struct bpf_prog *prog, u32 off, u32 len)
17280 {
17281         struct bpf_jit_poke_descriptor *tab = prog->aux->poke_tab;
17282         int i, sz = prog->aux->size_poke_tab;
17283         struct bpf_jit_poke_descriptor *desc;
17284
17285         for (i = 0; i < sz; i++) {
17286                 desc = &tab[i];
17287                 if (desc->insn_idx <= off)
17288                         continue;
17289                 desc->insn_idx += len - 1;
17290         }
17291 }
17292
17293 static struct bpf_prog *bpf_patch_insn_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
17294                                             const struct bpf_insn *patch, u32 len)
17295 {
17296         struct bpf_prog *new_prog;
17297         struct bpf_insn_aux_data *new_data = NULL;
17298
17299         if (len > 1) {
17300                 new_data = vzalloc(array_size(env->prog->len + len - 1,
17301                                               sizeof(struct bpf_insn_aux_data)));
17302                 if (!new_data)
17303                         return NULL;
17304         }
17305
17306         new_prog = bpf_patch_insn_single(env->prog, off, patch, len);
17307         if (IS_ERR(new_prog)) {
17308                 if (PTR_ERR(new_prog) == -ERANGE)
17309                         verbose(env,
17310                                 "insn %d cannot be patched due to 16-bit range\n",
17311                                 env->insn_aux_data[off].orig_idx);
17312                 vfree(new_data);
17313                 return NULL;
17314         }
17315         adjust_insn_aux_data(env, new_data, new_prog, off, len);
17316         adjust_subprog_starts(env, off, len);
17317         adjust_poke_descs(new_prog, off, len);
17318         return new_prog;
17319 }
17320
17321 static int adjust_subprog_starts_after_remove(struct bpf_verifier_env *env,
17322                                               u32 off, u32 cnt)
17323 {
17324         int i, j;
17325
17326         /* find first prog starting at or after off (first to remove) */
17327         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
17328                 if (env->subprog_info[i].start >= off)
17329                         break;
17330         /* find first prog starting at or after off + cnt (first to stay) */
17331         for (j = i; j < env->subprog_cnt; j++)
17332                 if (env->subprog_info[j].start >= off + cnt)
17333                         break;
17334         /* if j doesn't start exactly at off + cnt, we are just removing
17335          * the front of previous prog
17336          */
17337         if (env->subprog_info[j].start != off + cnt)
17338                 j--;
17339
17340         if (j > i) {
17341                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
17342                 int move;
17343
17344                 /* move fake 'exit' subprog as well */
17345                 move = env->subprog_cnt + 1 - j;
17346
17347                 memmove(env->subprog_info + i,
17348                         env->subprog_info + j,
17349                         sizeof(*env->subprog_info) * move);
17350                 env->subprog_cnt -= j - i;
17351
17352                 /* remove func_info */
17353                 if (aux->func_info) {
17354                         move = aux->func_info_cnt - j;
17355
17356                         memmove(aux->func_info + i,
17357                                 aux->func_info + j,
17358                                 sizeof(*aux->func_info) * move);
17359                         aux->func_info_cnt -= j - i;
17360                         /* func_info->insn_off is set after all code rewrites,
17361                          * in adjust_btf_func() - no need to adjust
17362                          */
17363                 }
17364         } else {
17365                 /* convert i from "first prog to remove" to "first to adjust" */
17366                 if (env->subprog_info[i].start == off)
17367                         i++;
17368         }
17369
17370         /* update fake 'exit' subprog as well */
17371         for (; i <= env->subprog_cnt; i++)
17372                 env->subprog_info[i].start -= cnt;
17373
17374         return 0;
17375 }
17376
17377 static int bpf_adj_linfo_after_remove(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
17378                                       u32 cnt)
17379 {
17380         struct bpf_prog *prog = env->prog;
17381         u32 i, l_off, l_cnt, nr_linfo;
17382         struct bpf_line_info *linfo;
17383
17384         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
17385         if (!nr_linfo)
17386                 return 0;
17387
17388         linfo = prog->aux->linfo;
17389
17390         /* find first line info to remove, count lines to be removed */
17391         for (i = 0; i < nr_linfo; i++)
17392                 if (linfo[i].insn_off >= off)
17393                         break;
17394
17395         l_off = i;
17396         l_cnt = 0;
17397         for (; i < nr_linfo; i++)
17398                 if (linfo[i].insn_off < off + cnt)
17399                         l_cnt++;
17400                 else
17401                         break;
17402
17403         /* First live insn doesn't match first live linfo, it needs to "inherit"
17404          * last removed linfo.  prog is already modified, so prog->len == off
17405          * means no live instructions after (tail of the program was removed).
17406          */
17407         if (prog->len != off && l_cnt &&
17408             (i == nr_linfo || linfo[i].insn_off != off + cnt)) {
17409                 l_cnt--;
17410                 linfo[--i].insn_off = off + cnt;
17411         }
17412
17413         /* remove the line info which refer to the removed instructions */
17414         if (l_cnt) {
17415                 memmove(linfo + l_off, linfo + i,
17416                         sizeof(*linfo) * (nr_linfo - i));
17417
17418                 prog->aux->nr_linfo -= l_cnt;
17419                 nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
17420         }
17421
17422         /* pull all linfo[i].insn_off >= off + cnt in by cnt */
17423         for (i = l_off; i < nr_linfo; i++)
17424                 linfo[i].insn_off -= cnt;
17425
17426         /* fix up all subprogs (incl. 'exit') which start >= off */
17427         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++)
17428                 if (env->subprog_info[i].linfo_idx > l_off) {
17429                         /* program may have started in the removed region but
17430                          * may not be fully removed
17431                          */
17432                         if (env->subprog_info[i].linfo_idx >= l_off + l_cnt)
17433                                 env->subprog_info[i].linfo_idx -= l_cnt;
17434                         else
17435                                 env->subprog_info[i].linfo_idx = l_off;
17436                 }
17437
17438         return 0;
17439 }
17440
17441 static int verifier_remove_insns(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 cnt)
17442 {
17443         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17444         unsigned int orig_prog_len = env->prog->len;
17445         int err;
17446
17447         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
17448                 bpf_prog_offload_remove_insns(env, off, cnt);
17449
17450         err = bpf_remove_insns(env->prog, off, cnt);
17451         if (err)
17452                 return err;
17453
17454         err = adjust_subprog_starts_after_remove(env, off, cnt);
17455         if (err)
17456                 return err;
17457
17458         err = bpf_adj_linfo_after_remove(env, off, cnt);
17459         if (err)
17460                 return err;
17461
17462         memmove(aux_data + off, aux_data + off + cnt,
17463                 sizeof(*aux_data) * (orig_prog_len - off - cnt));
17464
17465         return 0;
17466 }
17467
17468 /* The verifier does more data flow analysis than llvm and will not
17469  * explore branches that are dead at run time. Malicious programs can
17470  * have dead code too. Therefore replace all dead at-run-time code
17471  * with 'ja -1'.
17472  *
17473  * Just nops are not optimal, e.g. if they would sit at the end of the
17474  * program and through another bug we would manage to jump there, then
17475  * we'd execute beyond program memory otherwise. Returning exception
17476  * code also wouldn't work since we can have subprogs where the dead
17477  * code could be located.
17478  */
17479 static void sanitize_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
17480 {
17481         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17482         struct bpf_insn trap = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, -1);
17483         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17484         const int insn_cnt = env->prog->len;
17485         int i;
17486
17487         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
17488                 if (aux_data[i].seen)
17489                         continue;
17490                 memcpy(insn + i, &trap, sizeof(trap));
17491                 aux_data[i].zext_dst = false;
17492         }
17493 }
17494
17495 static bool insn_is_cond_jump(u8 code)
17496 {
17497         u8 op;
17498
17499         if (BPF_CLASS(code) == BPF_JMP32)
17500                 return true;
17501
17502         if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP)
17503                 return false;
17504
17505         op = BPF_OP(code);
17506         return op != BPF_JA && op != BPF_EXIT && op != BPF_CALL;
17507 }
17508
17509 static void opt_hard_wire_dead_code_branches(struct bpf_verifier_env *env)
17510 {
17511         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17512         struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
17513         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17514         const int insn_cnt = env->prog->len;
17515         int i;
17516
17517         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
17518                 if (!insn_is_cond_jump(insn->code))
17519                         continue;
17520
17521                 if (!aux_data[i + 1].seen)
17522                         ja.off = insn->off;
17523                 else if (!aux_data[i + 1 + insn->off].seen)
17524                         ja.off = 0;
17525                 else
17526                         continue;
17527
17528                 if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
17529                         bpf_prog_offload_replace_insn(env, i, &ja);
17530
17531                 memcpy(insn, &ja, sizeof(ja));
17532         }
17533 }
17534
17535 static int opt_remove_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
17536 {
17537         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17538         int insn_cnt = env->prog->len;
17539         int i, err;
17540
17541         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
17542                 int j;
17543
17544                 j = 0;
17545                 while (i + j < insn_cnt && !aux_data[i + j].seen)
17546                         j++;
17547                 if (!j)
17548                         continue;
17549
17550                 err = verifier_remove_insns(env, i, j);
17551                 if (err)
17552                         return err;
17553                 insn_cnt = env->prog->len;
17554         }
17555
17556         return 0;
17557 }
17558
17559 static int opt_remove_nops(struct bpf_verifier_env *env)
17560 {
17561         const struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
17562         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17563         int insn_cnt = env->prog->len;
17564         int i, err;
17565
17566         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
17567                 if (memcmp(&insn[i], &ja, sizeof(ja)))
17568                         continue;
17569
17570                 err = verifier_remove_insns(env, i, 1);
17571                 if (err)
17572                         return err;
17573                 insn_cnt--;
17574                 i--;
17575         }
17576
17577         return 0;
17578 }
17579
17580 static int opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(struct bpf_verifier_env *env,
17581                                          const union bpf_attr *attr)
17582 {
17583         struct bpf_insn *patch, zext_patch[2], rnd_hi32_patch[4];
17584         struct bpf_insn_aux_data *aux = env->insn_aux_data;
17585         int i, patch_len, delta = 0, len = env->prog->len;
17586         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
17587         struct bpf_prog *new_prog;
17588         bool rnd_hi32;
17589
17590         rnd_hi32 = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_RND_HI32;
17591         zext_patch[1] = BPF_ZEXT_REG(0);
17592         rnd_hi32_patch[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, 0);
17593         rnd_hi32_patch[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_AX, 32);
17594         rnd_hi32_patch[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, 0, BPF_REG_AX);
17595         for (i = 0; i < len; i++) {
17596                 int adj_idx = i + delta;
17597                 struct bpf_insn insn;
17598                 int load_reg;
17599
17600                 insn = insns[adj_idx];
17601                 load_reg = insn_def_regno(&insn);
17602                 if (!aux[adj_idx].zext_dst) {
17603                         u8 code, class;
17604                         u32 imm_rnd;
17605
17606                         if (!rnd_hi32)
17607                                 continue;
17608
17609                         code = insn.code;
17610                         class = BPF_CLASS(code);
17611                         if (load_reg == -1)
17612                                 continue;
17613
17614                         /* NOTE: arg "reg" (the fourth one) is only used for
17615                          *       BPF_STX + SRC_OP, so it is safe to pass NULL
17616                          *       here.
17617                          */
17618                         if (is_reg64(env, &insn, load_reg, NULL, DST_OP)) {
17619                                 if (class == BPF_LD &&
17620                                     BPF_MODE(code) == BPF_IMM)
17621                                         i++;
17622                                 continue;
17623                         }
17624
17625                         /* ctx load could be transformed into wider load. */
17626                         if (class == BPF_LDX &&
17627                             aux[adj_idx].ptr_type == PTR_TO_CTX)
17628                                 continue;
17629
17630                         imm_rnd = get_random_u32();
17631                         rnd_hi32_patch[0] = insn;
17632                         rnd_hi32_patch[1].imm = imm_rnd;
17633                         rnd_hi32_patch[3].dst_reg = load_reg;
17634                         patch = rnd_hi32_patch;
17635                         patch_len = 4;
17636                         goto apply_patch_buffer;
17637                 }
17638
17639                 /* Add in an zero-extend instruction if a) the JIT has requested
17640                  * it or b) it's a CMPXCHG.
17641                  *
17642                  * The latter is because: BPF_CMPXCHG always loads a value into
17643                  * R0, therefore always zero-extends. However some archs'
17644                  * equivalent instruction only does this load when the
17645                  * comparison is successful. This detail of CMPXCHG is
17646                  * orthogonal to the general zero-extension behaviour of the
17647                  * CPU, so it's treated independently of bpf_jit_needs_zext.
17648                  */
17649                 if (!bpf_jit_needs_zext() && !is_cmpxchg_insn(&insn))
17650                         continue;
17651
17652                 /* Zero-extension is done by the caller. */
17653                 if (bpf_pseudo_kfunc_call(&insn))
17654                         continue;
17655
17656                 if (WARN_ON(load_reg == -1)) {
17657                         verbose(env, "verifier bug. zext_dst is set, but no reg is defined\n");
17658                         return -EFAULT;
17659                 }
17660
17661                 zext_patch[0] = insn;
17662                 zext_patch[1].dst_reg = load_reg;
17663                 zext_patch[1].src_reg = load_reg;
17664                 patch = zext_patch;
17665                 patch_len = 2;
17666 apply_patch_buffer:
17667                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, adj_idx, patch, patch_len);
17668                 if (!new_prog)
17669                         return -ENOMEM;
17670                 env->prog = new_prog;
17671                 insns = new_prog->insnsi;
17672                 aux = env->insn_aux_data;
17673                 delta += patch_len - 1;
17674         }
17675
17676         return 0;
17677 }
17678
17679 /* convert load instructions that access fields of a context type into a
17680  * sequence of instructions that access fields of the underlying structure:
17681  *     struct __sk_buff    -> struct sk_buff
17682  *     struct bpf_sock_ops -> struct sock
17683  */
17684 static int convert_ctx_accesses(struct bpf_verifier_env *env)
17685 {
17686         const struct bpf_verifier_ops *ops = env->ops;
17687         int i, cnt, size, ctx_field_size, delta = 0;
17688         const int insn_cnt = env->prog->len;
17689         struct bpf_insn insn_buf[16], *insn;
17690         u32 target_size, size_default, off;
17691         struct bpf_prog *new_prog;
17692         enum bpf_access_type type;
17693         bool is_narrower_load;
17694
17695         if (ops->gen_prologue || env->seen_direct_write) {
17696                 if (!ops->gen_prologue) {
17697                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
17698                         return -EINVAL;
17699                 }
17700                 cnt = ops->gen_prologue(insn_buf, env->seen_direct_write,
17701                                         env->prog);
17702                 if (cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
17703                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
17704                         return -EINVAL;
17705                 } else if (cnt) {
17706                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
17707                         if (!new_prog)
17708                                 return -ENOMEM;
17709
17710                         env->prog = new_prog;
17711                         delta += cnt - 1;
17712                 }
17713         }
17714
17715         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
17716                 return 0;
17717
17718         insn = env->prog->insnsi + delta;
17719
17720         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
17721                 bpf_convert_ctx_access_t convert_ctx_access;
17722                 u8 mode;
17723
17724                 if (insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B) ||
17725                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H) ||
17726                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W) ||
17727                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
17728                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEMSX | BPF_B) ||
17729                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEMSX | BPF_H) ||
17730                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEMSX | BPF_W)) {
17731                         type = BPF_READ;
17732                 } else if (insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B) ||
17733                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H) ||
17734                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W) ||
17735                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
17736                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B) ||
17737                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H) ||
17738                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W) ||
17739                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW)) {
17740                         type = BPF_WRITE;
17741                 } else {
17742                         continue;
17743                 }
17744
17745                 if (type == BPF_WRITE &&
17746                     env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_spill) {
17747                         struct bpf_insn patch[] = {
17748                                 *insn,
17749                                 BPF_ST_NOSPEC(),
17750                         };
17751
17752                         cnt = ARRAY_SIZE(patch);
17753                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patch, cnt);
17754                         if (!new_prog)
17755                                 return -ENOMEM;
17756
17757                         delta    += cnt - 1;
17758                         env->prog = new_prog;
17759                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
17760                         continue;
17761                 }
17762
17763                 switch ((int)env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type) {
17764                 case PTR_TO_CTX:
17765                         if (!ops->convert_ctx_access)
17766                                 continue;
17767                         convert_ctx_access = ops->convert_ctx_access;
17768                         break;
17769                 case PTR_TO_SOCKET:
17770                 case PTR_TO_SOCK_COMMON:
17771                         convert_ctx_access = bpf_sock_convert_ctx_access;
17772                         break;
17773                 case PTR_TO_TCP_SOCK:
17774                         convert_ctx_access = bpf_tcp_sock_convert_ctx_access;
17775                         break;
17776                 case PTR_TO_XDP_SOCK:
17777                         convert_ctx_access = bpf_xdp_sock_convert_ctx_access;
17778                         break;
17779                 case PTR_TO_BTF_ID:
17780                 case PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED:
17781                 /* PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC always has a valid lifetime, unlike
17782                  * PTR_TO_BTF_ID, and an active ref_obj_id, but the same cannot
17783                  * be said once it is marked PTR_UNTRUSTED, hence we must handle
17784                  * any faults for loads into such types. BPF_WRITE is disallowed
17785                  * for this case.
17786                  */
17787                 case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_UNTRUSTED:
17788                         if (type == BPF_READ) {
17789                                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEM)
17790                                         insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM |
17791                                                      BPF_SIZE((insn)->code);
17792                                 else
17793                                         insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEMSX |
17794                                                      BPF_SIZE((insn)->code);
17795                                 env->prog->aux->num_exentries++;
17796                         }
17797                         continue;
17798                 default:
17799                         continue;
17800                 }
17801
17802                 ctx_field_size = env->insn_aux_data[i + delta].ctx_field_size;
17803                 size = BPF_LDST_BYTES(insn);
17804                 mode = BPF_MODE(insn->code);
17805
17806                 /* If the read access is a narrower load of the field,
17807                  * convert to a 4/8-byte load, to minimum program type specific
17808                  * convert_ctx_access changes. If conversion is successful,
17809                  * we will apply proper mask to the result.
17810                  */
17811                 is_narrower_load = size < ctx_field_size;
17812                 size_default = bpf_ctx_off_adjust_machine(ctx_field_size);
17813                 off = insn->off;
17814                 if (is_narrower_load) {
17815                         u8 size_code;
17816
17817                         if (type == BPF_WRITE) {
17818                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx access misconfigured\n");
17819                                 return -EINVAL;
17820                         }
17821
17822                         size_code = BPF_H;
17823                         if (ctx_field_size == 4)
17824                                 size_code = BPF_W;
17825                         else if (ctx_field_size == 8)
17826                                 size_code = BPF_DW;
17827
17828                         insn->off = off & ~(size_default - 1);
17829                         insn->code = BPF_LDX | BPF_MEM | size_code;
17830                 }
17831
17832                 target_size = 0;
17833                 cnt = convert_ctx_access(type, insn, insn_buf, env->prog,
17834                                          &target_size);
17835                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf) ||
17836                     (ctx_field_size && !target_size)) {
17837                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
17838                         return -EINVAL;
17839                 }
17840
17841                 if (is_narrower_load && size < target_size) {
17842                         u8 shift = bpf_ctx_narrow_access_offset(
17843                                 off, size, size_default) * 8;
17844                         if (shift && cnt + 1 >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
17845                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx load misconfigured\n");
17846                                 return -EINVAL;
17847                         }
17848                         if (ctx_field_size <= 4) {
17849                                 if (shift)
17850                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_RSH,
17851                                                                         insn->dst_reg,
17852                                                                         shift);
17853                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
17854                                                                 (1 << size * 8) - 1);
17855                         } else {
17856                                 if (shift)
17857                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH,
17858                                                                         insn->dst_reg,
17859                                                                         shift);
17860                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
17861                                                                 (1ULL << size * 8) - 1);
17862                         }
17863                 }
17864                 if (mode == BPF_MEMSX)
17865                         insn_buf[cnt++] = BPF_RAW_INSN(BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_X,
17866                                                        insn->dst_reg, insn->dst_reg,
17867                                                        size * 8, 0);
17868
17869                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
17870                 if (!new_prog)
17871                         return -ENOMEM;
17872
17873                 delta += cnt - 1;
17874
17875                 /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
17876                 env->prog = new_prog;
17877                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
17878         }
17879
17880         return 0;
17881 }
17882
17883 static int jit_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
17884 {
17885         struct bpf_prog *prog = env->prog, **func, *tmp;
17886         int i, j, subprog_start, subprog_end = 0, len, subprog;
17887         struct bpf_map *map_ptr;
17888         struct bpf_insn *insn;
17889         void *old_bpf_func;
17890         int err, num_exentries;
17891
17892         if (env->subprog_cnt <= 1)
17893                 return 0;
17894
17895         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
17896                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn))
17897                         continue;
17898
17899                 /* Upon error here we cannot fall back to interpreter but
17900                  * need a hard reject of the program. Thus -EFAULT is
17901                  * propagated in any case.
17902                  */
17903                 subprog = find_subprog(env, i + insn->imm + 1);
17904                 if (subprog < 0) {
17905                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
17906                                   i + insn->imm + 1);
17907                         return -EFAULT;
17908                 }
17909                 /* temporarily remember subprog id inside insn instead of
17910                  * aux_data, since next loop will split up all insns into funcs
17911                  */
17912                 insn->off = subprog;
17913                 /* remember original imm in case JIT fails and fallback
17914                  * to interpreter will be needed
17915                  */
17916                 env->insn_aux_data[i].call_imm = insn->imm;
17917                 /* point imm to __bpf_call_base+1 from JITs point of view */
17918                 insn->imm = 1;
17919                 if (bpf_pseudo_func(insn))
17920                         /* jit (e.g. x86_64) may emit fewer instructions
17921                          * if it learns a u32 imm is the same as a u64 imm.
17922                          * Force a non zero here.
17923                          */
17924                         insn[1].imm = 1;
17925         }
17926
17927         err = bpf_prog_alloc_jited_linfo(prog);
17928         if (err)
17929                 goto out_undo_insn;
17930
17931         err = -ENOMEM;
17932         func = kcalloc(env->subprog_cnt, sizeof(prog), GFP_KERNEL);
17933         if (!func)
17934                 goto out_undo_insn;
17935
17936         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
17937                 subprog_start = subprog_end;
17938                 subprog_end = env->subprog_info[i + 1].start;
17939
17940                 len = subprog_end - subprog_start;
17941                 /* bpf_prog_run() doesn't call subprogs directly,
17942                  * hence main prog stats include the runtime of subprogs.
17943                  * subprogs don't have IDs and not reachable via prog_get_next_id
17944                  * func[i]->stats will never be accessed and stays NULL
17945                  */
17946                 func[i] = bpf_prog_alloc_no_stats(bpf_prog_size(len), GFP_USER);
17947                 if (!func[i])
17948                         goto out_free;
17949                 memcpy(func[i]->insnsi, &prog->insnsi[subprog_start],
17950                        len * sizeof(struct bpf_insn));
17951                 func[i]->type = prog->type;
17952                 func[i]->len = len;
17953                 if (bpf_prog_calc_tag(func[i]))
17954                         goto out_free;
17955                 func[i]->is_func = 1;
17956                 func[i]->aux->func_idx = i;
17957                 /* Below members will be freed only at prog->aux */
17958                 func[i]->aux->btf = prog->aux->btf;
17959                 func[i]->aux->func_info = prog->aux->func_info;
17960                 func[i]->aux->func_info_cnt = prog->aux->func_info_cnt;
17961                 func[i]->aux->poke_tab = prog->aux->poke_tab;
17962                 func[i]->aux->size_poke_tab = prog->aux->size_poke_tab;
17963
17964                 for (j = 0; j < prog->aux->size_poke_tab; j++) {
17965                         struct bpf_jit_poke_descriptor *poke;
17966
17967                         poke = &prog->aux->poke_tab[j];
17968                         if (poke->insn_idx < subprog_end &&
17969                             poke->insn_idx >= subprog_start)
17970                                 poke->aux = func[i]->aux;
17971                 }
17972
17973                 func[i]->aux->name[0] = 'F';
17974                 func[i]->aux->stack_depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
17975                 func[i]->jit_requested = 1;
17976                 func[i]->blinding_requested = prog->blinding_requested;
17977                 func[i]->aux->kfunc_tab = prog->aux->kfunc_tab;
17978                 func[i]->aux->kfunc_btf_tab = prog->aux->kfunc_btf_tab;
17979                 func[i]->aux->linfo = prog->aux->linfo;
17980                 func[i]->aux->nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
17981                 func[i]->aux->jited_linfo = prog->aux->jited_linfo;
17982                 func[i]->aux->linfo_idx = env->subprog_info[i].linfo_idx;
17983                 num_exentries = 0;
17984                 insn = func[i]->insnsi;
17985                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
17986                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
17987                             (BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM ||
17988                              BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEMSX))
17989                                 num_exentries++;
17990                 }
17991                 func[i]->aux->num_exentries = num_exentries;
17992                 func[i]->aux->tail_call_reachable = env->subprog_info[i].tail_call_reachable;
17993                 func[i] = bpf_int_jit_compile(func[i]);
17994                 if (!func[i]->jited) {
17995                         err = -ENOTSUPP;
17996                         goto out_free;
17997                 }
17998                 cond_resched();
17999         }
18000
18001         /* at this point all bpf functions were successfully JITed
18002          * now populate all bpf_calls with correct addresses and
18003          * run last pass of JIT
18004          */
18005         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
18006                 insn = func[i]->insnsi;
18007                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
18008                         if (bpf_pseudo_func(insn)) {
18009                                 subprog = insn->off;
18010                                 insn[0].imm = (u32)(long)func[subprog]->bpf_func;
18011                                 insn[1].imm = ((u64)(long)func[subprog]->bpf_func) >> 32;
18012                                 continue;
18013                         }
18014                         if (!bpf_pseudo_call(insn))
18015                                 continue;
18016                         subprog = insn->off;
18017                         insn->imm = BPF_CALL_IMM(func[subprog]->bpf_func);
18018                 }
18019
18020                 /* we use the aux data to keep a list of the start addresses
18021                  * of the JITed images for each function in the program
18022                  *
18023                  * for some architectures, such as powerpc64, the imm field
18024                  * might not be large enough to hold the offset of the start
18025                  * address of the callee's JITed image from __bpf_call_base
18026                  *
18027                  * in such cases, we can lookup the start address of a callee
18028                  * by using its subprog id, available from the off field of
18029                  * the call instruction, as an index for this list
18030                  */
18031                 func[i]->aux->func = func;
18032                 func[i]->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
18033         }
18034         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
18035                 old_bpf_func = func[i]->bpf_func;
18036                 tmp = bpf_int_jit_compile(func[i]);
18037                 if (tmp != func[i] || func[i]->bpf_func != old_bpf_func) {
18038                         verbose(env, "JIT doesn't support bpf-to-bpf calls\n");
18039                         err = -ENOTSUPP;
18040                         goto out_free;
18041                 }
18042                 cond_resched();
18043         }
18044
18045         /* finally lock prog and jit images for all functions and
18046          * populate kallsysm. Begin at the first subprogram, since
18047          * bpf_prog_load will add the kallsyms for the main program.
18048          */
18049         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
18050                 bpf_prog_lock_ro(func[i]);
18051                 bpf_prog_kallsyms_add(func[i]);
18052         }
18053
18054         /* Last step: make now unused interpreter insns from main
18055          * prog consistent for later dump requests, so they can
18056          * later look the same as if they were interpreted only.
18057          */
18058         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
18059                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
18060                         insn[0].imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
18061                         insn[1].imm = insn->off;
18062                         insn->off = 0;
18063                         continue;
18064                 }
18065                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
18066                         continue;
18067                 insn->off = env->insn_aux_data[i].call_imm;
18068                 subprog = find_subprog(env, i + insn->off + 1);
18069                 insn->imm = subprog;
18070         }
18071
18072         prog->jited = 1;
18073         prog->bpf_func = func[0]->bpf_func;
18074         prog->jited_len = func[0]->jited_len;
18075         prog->aux->extable = func[0]->aux->extable;
18076         prog->aux->num_exentries = func[0]->aux->num_exentries;
18077         prog->aux->func = func;
18078         prog->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
18079         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
18080         return 0;
18081 out_free:
18082         /* We failed JIT'ing, so at this point we need to unregister poke
18083          * descriptors from subprogs, so that kernel is not attempting to
18084          * patch it anymore as we're freeing the subprog JIT memory.
18085          */
18086         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
18087                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
18088                 map_ptr->ops->map_poke_untrack(map_ptr, prog->aux);
18089         }
18090         /* At this point we're guaranteed that poke descriptors are not
18091          * live anymore. We can just unlink its descriptor table as it's
18092          * released with the main prog.
18093          */
18094         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
18095                 if (!func[i])
18096                         continue;
18097                 func[i]->aux->poke_tab = NULL;
18098                 bpf_jit_free(func[i]);
18099         }
18100         kfree(func);
18101 out_undo_insn:
18102         /* cleanup main prog to be interpreted */
18103         prog->jit_requested = 0;
18104         prog->blinding_requested = 0;
18105         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
18106                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
18107                         continue;
18108                 insn->off = 0;
18109                 insn->imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
18110         }
18111         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
18112         return err;
18113 }
18114
18115 static int fixup_call_args(struct bpf_verifier_env *env)
18116 {
18117 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
18118         struct bpf_prog *prog = env->prog;
18119         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
18120         bool has_kfunc_call = bpf_prog_has_kfunc_call(prog);
18121         int i, depth;
18122 #endif
18123         int err = 0;
18124
18125         if (env->prog->jit_requested &&
18126             !bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
18127                 err = jit_subprogs(env);
18128                 if (err == 0)
18129                         return 0;
18130                 if (err == -EFAULT)
18131                         return err;
18132         }
18133 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
18134         if (has_kfunc_call) {
18135                 verbose(env, "calling kernel functions are not allowed in non-JITed programs\n");
18136                 return -EINVAL;
18137         }
18138         if (env->subprog_cnt > 1 && env->prog->aux->tail_call_reachable) {
18139                 /* When JIT fails the progs with bpf2bpf calls and tail_calls
18140                  * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
18141                  */
18142                 verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
18143                 return -EINVAL;
18144         }
18145         for (i = 0; i < prog->len; i++, insn++) {
18146                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
18147                         /* When JIT fails the progs with callback calls
18148                          * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
18149                          */
18150                         verbose(env, "callbacks are not allowed in non-JITed programs\n");
18151                         return -EINVAL;
18152                 }
18153
18154                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
18155                         continue;
18156                 depth = get_callee_stack_depth(env, insn, i);
18157                 if (depth < 0)
18158                         return depth;
18159                 bpf_patch_call_args(insn, depth);
18160         }
18161         err = 0;
18162 #endif
18163         return err;
18164 }
18165
18166 /* replace a generic kfunc with a specialized version if necessary */
18167 static void specialize_kfunc(struct bpf_verifier_env *env,
18168                              u32 func_id, u16 offset, unsigned long *addr)
18169 {
18170         struct bpf_prog *prog = env->prog;
18171         bool seen_direct_write;
18172         void *xdp_kfunc;
18173         bool is_rdonly;
18174
18175         if (bpf_dev_bound_kfunc_id(func_id)) {
18176                 xdp_kfunc = bpf_dev_bound_resolve_kfunc(prog, func_id);
18177                 if (xdp_kfunc) {
18178                         *addr = (unsigned long)xdp_kfunc;
18179                         return;
18180                 }
18181                 /* fallback to default kfunc when not supported by netdev */
18182         }
18183
18184         if (offset)
18185                 return;
18186
18187         if (func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_skb]) {
18188                 seen_direct_write = env->seen_direct_write;
18189                 is_rdonly = !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, BPF_WRITE);
18190
18191                 if (is_rdonly)
18192                         *addr = (unsigned long)bpf_dynptr_from_skb_rdonly;
18193
18194                 /* restore env->seen_direct_write to its original value, since
18195                  * may_access_direct_pkt_data mutates it
18196                  */
18197                 env->seen_direct_write = seen_direct_write;
18198         }
18199 }
18200
18201 static void __fixup_collection_insert_kfunc(struct bpf_insn_aux_data *insn_aux,
18202                                             u16 struct_meta_reg,
18203                                             u16 node_offset_reg,
18204                                             struct bpf_insn *insn,
18205                                             struct bpf_insn *insn_buf,
18206                                             int *cnt)
18207 {
18208         struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = insn_aux->kptr_struct_meta;
18209         struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(struct_meta_reg, (long)kptr_struct_meta) };
18210
18211         insn_buf[0] = addr[0];
18212         insn_buf[1] = addr[1];
18213         insn_buf[2] = BPF_MOV64_IMM(node_offset_reg, insn_aux->insert_off);
18214         insn_buf[3] = *insn;
18215         *cnt = 4;
18216 }
18217
18218 static int fixup_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
18219                             struct bpf_insn *insn_buf, int insn_idx, int *cnt)
18220 {
18221         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
18222
18223         if (!insn->imm) {
18224                 verbose(env, "invalid kernel function call not eliminated in verifier pass\n");
18225                 return -EINVAL;
18226         }
18227
18228         *cnt = 0;
18229
18230         /* insn->imm has the btf func_id. Replace it with an offset relative to
18231          * __bpf_call_base, unless the JIT needs to call functions that are
18232          * further than 32 bits away (bpf_jit_supports_far_kfunc_call()).
18233          */
18234         desc = find_kfunc_desc(env->prog, insn->imm, insn->off);
18235         if (!desc) {
18236                 verbose(env, "verifier internal error: kernel function descriptor not found for func_id %u\n",
18237                         insn->imm);
18238                 return -EFAULT;
18239         }
18240
18241         if (!bpf_jit_supports_far_kfunc_call())
18242                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(desc->addr);
18243         if (insn->off)
18244                 return 0;
18245         if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl]) {
18246                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
18247                 struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_2, (long)kptr_struct_meta) };
18248                 u64 obj_new_size = env->insn_aux_data[insn_idx].obj_new_size;
18249
18250                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_1, obj_new_size);
18251                 insn_buf[1] = addr[0];
18252                 insn_buf[2] = addr[1];
18253                 insn_buf[3] = *insn;
18254                 *cnt = 4;
18255         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl] ||
18256                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl]) {
18257                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
18258                 struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_2, (long)kptr_struct_meta) };
18259
18260                 insn_buf[0] = addr[0];
18261                 insn_buf[1] = addr[1];
18262                 insn_buf[2] = *insn;
18263                 *cnt = 3;
18264         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
18265                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
18266                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
18267                 int struct_meta_reg = BPF_REG_3;
18268                 int node_offset_reg = BPF_REG_4;
18269
18270                 /* rbtree_add has extra 'less' arg, so args-to-fixup are in diff regs */
18271                 if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
18272                         struct_meta_reg = BPF_REG_4;
18273                         node_offset_reg = BPF_REG_5;
18274                 }
18275
18276                 __fixup_collection_insert_kfunc(&env->insn_aux_data[insn_idx], struct_meta_reg,
18277                                                 node_offset_reg, insn, insn_buf, cnt);
18278         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx] ||
18279                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rdonly_cast]) {
18280                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, BPF_REG_1);
18281                 *cnt = 1;
18282         }
18283         return 0;
18284 }
18285
18286 /* Do various post-verification rewrites in a single program pass.
18287  * These rewrites simplify JIT and interpreter implementations.
18288  */
18289 static int do_misc_fixups(struct bpf_verifier_env *env)
18290 {
18291         struct bpf_prog *prog = env->prog;
18292         enum bpf_attach_type eatype = prog->expected_attach_type;
18293         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
18294         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
18295         const struct bpf_func_proto *fn;
18296         const int insn_cnt = prog->len;
18297         const struct bpf_map_ops *ops;
18298         struct bpf_insn_aux_data *aux;
18299         struct bpf_insn insn_buf[16];
18300         struct bpf_prog *new_prog;
18301         struct bpf_map *map_ptr;
18302         int i, ret, cnt, delta = 0;
18303
18304         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
18305                 /* Make divide-by-zero exceptions impossible. */
18306                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X) ||
18307                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
18308                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X) ||
18309                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
18310                         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
18311                         bool isdiv = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV;
18312                         struct bpf_insn *patchlet;
18313                         struct bpf_insn chk_and_div[] = {
18314                                 /* [R,W]x div 0 -> 0 */
18315                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
18316                                              BPF_JNE | BPF_K, insn->src_reg,
18317                                              0, 2, 0),
18318                                 BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
18319                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
18320                                 *insn,
18321                         };
18322                         struct bpf_insn chk_and_mod[] = {
18323                                 /* [R,W]x mod 0 -> [R,W]x */
18324                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
18325                                              BPF_JEQ | BPF_K, insn->src_reg,
18326                                              0, 1 + (is64 ? 0 : 1), 0),
18327                                 *insn,
18328                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
18329                                 BPF_MOV32_REG(insn->dst_reg, insn->dst_reg),
18330                         };
18331
18332                         patchlet = isdiv ? chk_and_div : chk_and_mod;
18333                         cnt = isdiv ? ARRAY_SIZE(chk_and_div) :
18334                                       ARRAY_SIZE(chk_and_mod) - (is64 ? 2 : 0);
18335
18336                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
18337                         if (!new_prog)
18338                                 return -ENOMEM;
18339
18340                         delta    += cnt - 1;
18341                         env->prog = prog = new_prog;
18342                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18343                         continue;
18344                 }
18345
18346                 /* Implement LD_ABS and LD_IND with a rewrite, if supported by the program type. */
18347                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LD &&
18348                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS ||
18349                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)) {
18350                         cnt = env->ops->gen_ld_abs(insn, insn_buf);
18351                         if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
18352                                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18353                                 return -EINVAL;
18354                         }
18355
18356                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18357                         if (!new_prog)
18358                                 return -ENOMEM;
18359
18360                         delta    += cnt - 1;
18361                         env->prog = prog = new_prog;
18362                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18363                         continue;
18364                 }
18365
18366                 /* Rewrite pointer arithmetic to mitigate speculation attacks. */
18367                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X) ||
18368                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X)) {
18369                         const u8 code_add = BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X;
18370                         const u8 code_sub = BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X;
18371                         struct bpf_insn *patch = &insn_buf[0];
18372                         bool issrc, isneg, isimm;
18373                         u32 off_reg;
18374
18375                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
18376                         if (!aux->alu_state ||
18377                             aux->alu_state == BPF_ALU_NON_POINTER)
18378                                 continue;
18379
18380                         isneg = aux->alu_state & BPF_ALU_NEG_VALUE;
18381                         issrc = (aux->alu_state & BPF_ALU_SANITIZE) ==
18382                                 BPF_ALU_SANITIZE_SRC;
18383                         isimm = aux->alu_state & BPF_ALU_IMMEDIATE;
18384
18385                         off_reg = issrc ? insn->src_reg : insn->dst_reg;
18386                         if (isimm) {
18387                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
18388                         } else {
18389                                 if (isneg)
18390                                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
18391                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
18392                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_SUB, BPF_REG_AX, off_reg);
18393                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, BPF_REG_AX, off_reg);
18394                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_NEG, BPF_REG_AX, 0);
18395                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ARSH, BPF_REG_AX, 63);
18396                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, BPF_REG_AX, off_reg);
18397                         }
18398                         if (!issrc)
18399                                 *patch++ = BPF_MOV64_REG(insn->dst_reg, insn->src_reg);
18400                         insn->src_reg = BPF_REG_AX;
18401                         if (isneg)
18402                                 insn->code = insn->code == code_add ?
18403                                              code_sub : code_add;
18404                         *patch++ = *insn;
18405                         if (issrc && isneg && !isimm)
18406                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
18407                         cnt = patch - insn_buf;
18408
18409                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18410                         if (!new_prog)
18411                                 return -ENOMEM;
18412
18413                         delta    += cnt - 1;
18414                         env->prog = prog = new_prog;
18415                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18416                         continue;
18417                 }
18418
18419                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
18420                         continue;
18421                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
18422                         continue;
18423                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
18424                         ret = fixup_kfunc_call(env, insn, insn_buf, i + delta, &cnt);
18425                         if (ret)
18426                                 return ret;
18427                         if (cnt == 0)
18428                                 continue;
18429
18430                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18431                         if (!new_prog)
18432                                 return -ENOMEM;
18433
18434                         delta    += cnt - 1;
18435                         env->prog = prog = new_prog;
18436                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18437                         continue;
18438                 }
18439
18440                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_route_realm)
18441                         prog->dst_needed = 1;
18442                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_prandom_u32)
18443                         bpf_user_rnd_init_once();
18444                 if (insn->imm == BPF_FUNC_override_return)
18445                         prog->kprobe_override = 1;
18446                 if (insn->imm == BPF_FUNC_tail_call) {
18447                         /* If we tail call into other programs, we
18448                          * cannot make any assumptions since they can
18449                          * be replaced dynamically during runtime in
18450                          * the program array.
18451                          */
18452                         prog->cb_access = 1;
18453                         if (!allow_tail_call_in_subprogs(env))
18454                                 prog->aux->stack_depth = MAX_BPF_STACK;
18455                         prog->aux->max_pkt_offset = MAX_PACKET_OFF;
18456
18457                         /* mark bpf_tail_call as different opcode to avoid
18458                          * conditional branch in the interpreter for every normal
18459                          * call and to prevent accidental JITing by JIT compiler
18460                          * that doesn't support bpf_tail_call yet
18461                          */
18462                         insn->imm = 0;
18463                         insn->code = BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL;
18464
18465                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
18466                         if (env->bpf_capable && !prog->blinding_requested &&
18467                             prog->jit_requested &&
18468                             !bpf_map_key_poisoned(aux) &&
18469                             !bpf_map_ptr_poisoned(aux) &&
18470                             !bpf_map_ptr_unpriv(aux)) {
18471                                 struct bpf_jit_poke_descriptor desc = {
18472                                         .reason = BPF_POKE_REASON_TAIL_CALL,
18473                                         .tail_call.map = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state),
18474                                         .tail_call.key = bpf_map_key_immediate(aux),
18475                                         .insn_idx = i + delta,
18476                                 };
18477
18478                                 ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(prog, &desc);
18479                                 if (ret < 0) {
18480                                         verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
18481                                         return ret;
18482                                 }
18483
18484                                 insn->imm = ret + 1;
18485                                 continue;
18486                         }
18487
18488                         if (!bpf_map_ptr_unpriv(aux))
18489                                 continue;
18490
18491                         /* instead of changing every JIT dealing with tail_call
18492                          * emit two extra insns:
18493                          * if (index >= max_entries) goto out;
18494                          * index &= array->index_mask;
18495                          * to avoid out-of-bounds cpu speculation
18496                          */
18497                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux)) {
18498                                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
18499                                 return -EINVAL;
18500                         }
18501
18502                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
18503                         insn_buf[0] = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, BPF_REG_3,
18504                                                   map_ptr->max_entries, 2);
18505                         insn_buf[1] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, BPF_REG_3,
18506                                                     container_of(map_ptr,
18507                                                                  struct bpf_array,
18508                                                                  map)->index_mask);
18509                         insn_buf[2] = *insn;
18510                         cnt = 3;
18511                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18512                         if (!new_prog)
18513                                 return -ENOMEM;
18514
18515                         delta    += cnt - 1;
18516                         env->prog = prog = new_prog;
18517                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18518                         continue;
18519                 }
18520
18521                 if (insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
18522                         /* The verifier will process callback_fn as many times as necessary
18523                          * with different maps and the register states prepared by
18524                          * set_timer_callback_state will be accurate.
18525                          *
18526                          * The following use case is valid:
18527                          *   map1 is shared by prog1, prog2, prog3.
18528                          *   prog1 calls bpf_timer_init for some map1 elements
18529                          *   prog2 calls bpf_timer_set_callback for some map1 elements.
18530                          *     Those that were not bpf_timer_init-ed will return -EINVAL.
18531                          *   prog3 calls bpf_timer_start for some map1 elements.
18532                          *     Those that were not both bpf_timer_init-ed and
18533                          *     bpf_timer_set_callback-ed will return -EINVAL.
18534                          */
18535                         struct bpf_insn ld_addrs[2] = {
18536                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_3, (long)prog->aux),
18537                         };
18538
18539                         insn_buf[0] = ld_addrs[0];
18540                         insn_buf[1] = ld_addrs[1];
18541                         insn_buf[2] = *insn;
18542                         cnt = 3;
18543
18544                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18545                         if (!new_prog)
18546                                 return -ENOMEM;
18547
18548                         delta    += cnt - 1;
18549                         env->prog = prog = new_prog;
18550                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18551                         goto patch_call_imm;
18552                 }
18553
18554                 if (is_storage_get_function(insn->imm)) {
18555                         if (!env->prog->aux->sleepable ||
18556                             env->insn_aux_data[i + delta].storage_get_func_atomic)
18557                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_ATOMIC);
18558                         else
18559                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_KERNEL);
18560                         insn_buf[1] = *insn;
18561                         cnt = 2;
18562
18563                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18564                         if (!new_prog)
18565                                 return -ENOMEM;
18566
18567                         delta += cnt - 1;
18568                         env->prog = prog = new_prog;
18569                         insn = new_prog->insnsi + i + delta;
18570                         goto patch_call_imm;
18571                 }
18572
18573                 /* BPF_EMIT_CALL() assumptions in some of the map_gen_lookup
18574                  * and other inlining handlers are currently limited to 64 bit
18575                  * only.
18576                  */
18577                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
18578                     (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
18579                      insn->imm == BPF_FUNC_map_update_elem ||
18580                      insn->imm == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
18581                      insn->imm == BPF_FUNC_map_push_elem   ||
18582                      insn->imm == BPF_FUNC_map_pop_elem    ||
18583                      insn->imm == BPF_FUNC_map_peek_elem   ||
18584                      insn->imm == BPF_FUNC_redirect_map    ||
18585                      insn->imm == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
18586                      insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)) {
18587                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
18588                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux))
18589                                 goto patch_call_imm;
18590
18591                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
18592                         ops = map_ptr->ops;
18593                         if (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
18594                             ops->map_gen_lookup) {
18595                                 cnt = ops->map_gen_lookup(map_ptr, insn_buf);
18596                                 if (cnt == -EOPNOTSUPP)
18597                                         goto patch_map_ops_generic;
18598                                 if (cnt <= 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
18599                                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18600                                         return -EINVAL;
18601                                 }
18602
18603                                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta,
18604                                                                insn_buf, cnt);
18605                                 if (!new_prog)
18606                                         return -ENOMEM;
18607
18608                                 delta    += cnt - 1;
18609                                 env->prog = prog = new_prog;
18610                                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18611                                 continue;
18612                         }
18613
18614                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_elem,
18615                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
18616                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_delete_elem,
18617                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
18618                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_update_elem,
18619                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
18620                                               u64 flags))NULL));
18621                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_push_elem,
18622                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value,
18623                                               u64 flags))NULL));
18624                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_pop_elem,
18625                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
18626                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_peek_elem,
18627                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
18628                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_redirect,
18629                                      (long (*)(struct bpf_map *map, u64 index, u64 flags))NULL));
18630                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_for_each_callback,
18631                                      (long (*)(struct bpf_map *map,
18632                                               bpf_callback_t callback_fn,
18633                                               void *callback_ctx,
18634                                               u64 flags))NULL));
18635                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_percpu_elem,
18636                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key, u32 cpu))NULL));
18637
18638 patch_map_ops_generic:
18639                         switch (insn->imm) {
18640                         case BPF_FUNC_map_lookup_elem:
18641                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_elem);
18642                                 continue;
18643                         case BPF_FUNC_map_update_elem:
18644                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_update_elem);
18645                                 continue;
18646                         case BPF_FUNC_map_delete_elem:
18647                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_delete_elem);
18648                                 continue;
18649                         case BPF_FUNC_map_push_elem:
18650                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_push_elem);
18651                                 continue;
18652                         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
18653                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_pop_elem);
18654                                 continue;
18655                         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
18656                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_peek_elem);
18657                                 continue;
18658                         case BPF_FUNC_redirect_map:
18659                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_redirect);
18660                                 continue;
18661                         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
18662                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_for_each_callback);
18663                                 continue;
18664                         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
18665                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_percpu_elem);
18666                                 continue;
18667                         }
18668
18669                         goto patch_call_imm;
18670                 }
18671
18672                 /* Implement bpf_jiffies64 inline. */
18673                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
18674                     insn->imm == BPF_FUNC_jiffies64) {
18675                         struct bpf_insn ld_jiffies_addr[2] = {
18676                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_0,
18677                                              (unsigned long)&jiffies),
18678                         };
18679
18680                         insn_buf[0] = ld_jiffies_addr[0];
18681                         insn_buf[1] = ld_jiffies_addr[1];
18682                         insn_buf[2] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0,
18683                                                   BPF_REG_0, 0);
18684                         cnt = 3;
18685
18686                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf,
18687                                                        cnt);
18688                         if (!new_prog)
18689                                 return -ENOMEM;
18690
18691                         delta    += cnt - 1;
18692                         env->prog = prog = new_prog;
18693                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18694                         continue;
18695                 }
18696
18697                 /* Implement bpf_get_func_arg inline. */
18698                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18699                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg) {
18700                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
18701                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
18702                         insn_buf[1] = BPF_JMP32_REG(BPF_JGE, BPF_REG_2, BPF_REG_0, 6);
18703                         insn_buf[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_2, 3);
18704                         insn_buf[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_2, BPF_REG_1);
18705                         insn_buf[4] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_2, 0);
18706                         insn_buf[5] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
18707                         insn_buf[6] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
18708                         insn_buf[7] = BPF_JMP_A(1);
18709                         insn_buf[8] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EINVAL);
18710                         cnt = 9;
18711
18712                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18713                         if (!new_prog)
18714                                 return -ENOMEM;
18715
18716                         delta    += cnt - 1;
18717                         env->prog = prog = new_prog;
18718                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18719                         continue;
18720                 }
18721
18722                 /* Implement bpf_get_func_ret inline. */
18723                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18724                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ret) {
18725                         if (eatype == BPF_TRACE_FEXIT ||
18726                             eatype == BPF_MODIFY_RETURN) {
18727                                 /* Load nr_args from ctx - 8 */
18728                                 insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
18729                                 insn_buf[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_0, 3);
18730                                 insn_buf[2] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_0, BPF_REG_1);
18731                                 insn_buf[3] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
18732                                 insn_buf[4] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_2, BPF_REG_3, 0);
18733                                 insn_buf[5] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
18734                                 cnt = 6;
18735                         } else {
18736                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EOPNOTSUPP);
18737                                 cnt = 1;
18738                         }
18739
18740                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18741                         if (!new_prog)
18742                                 return -ENOMEM;
18743
18744                         delta    += cnt - 1;
18745                         env->prog = prog = new_prog;
18746                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18747                         continue;
18748                 }
18749
18750                 /* Implement get_func_arg_cnt inline. */
18751                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18752                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg_cnt) {
18753                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
18754                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
18755
18756                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
18757                         if (!new_prog)
18758                                 return -ENOMEM;
18759
18760                         env->prog = prog = new_prog;
18761                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18762                         continue;
18763                 }
18764
18765                 /* Implement bpf_get_func_ip inline. */
18766                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18767                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ip) {
18768                         /* Load IP address from ctx - 16 */
18769                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -16);
18770
18771                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
18772                         if (!new_prog)
18773                                 return -ENOMEM;
18774
18775                         env->prog = prog = new_prog;
18776                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18777                         continue;
18778                 }
18779
18780 patch_call_imm:
18781                 fn = env->ops->get_func_proto(insn->imm, env->prog);
18782                 /* all functions that have prototype and verifier allowed
18783                  * programs to call them, must be real in-kernel functions
18784                  */
18785                 if (!fn->func) {
18786                         verbose(env,
18787                                 "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
18788                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
18789                         return -EFAULT;
18790                 }
18791                 insn->imm = fn->func - __bpf_call_base;
18792         }
18793
18794         /* Since poke tab is now finalized, publish aux to tracker. */
18795         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
18796                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
18797                 if (!map_ptr->ops->map_poke_track ||
18798                     !map_ptr->ops->map_poke_untrack ||
18799                     !map_ptr->ops->map_poke_run) {
18800                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18801                         return -EINVAL;
18802                 }
18803
18804                 ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, prog->aux);
18805                 if (ret < 0) {
18806                         verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
18807                         return ret;
18808                 }
18809         }
18810
18811         sort_kfunc_descs_by_imm_off(env->prog);
18812
18813         return 0;
18814 }
18815
18816 static struct bpf_prog *inline_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env,
18817                                         int position,
18818                                         s32 stack_base,
18819                                         u32 callback_subprogno,
18820                                         u32 *cnt)
18821 {
18822         s32 r6_offset = stack_base + 0 * BPF_REG_SIZE;
18823         s32 r7_offset = stack_base + 1 * BPF_REG_SIZE;
18824         s32 r8_offset = stack_base + 2 * BPF_REG_SIZE;
18825         int reg_loop_max = BPF_REG_6;
18826         int reg_loop_cnt = BPF_REG_7;
18827         int reg_loop_ctx = BPF_REG_8;
18828
18829         struct bpf_prog *new_prog;
18830         u32 callback_start;
18831         u32 call_insn_offset;
18832         s32 callback_offset;
18833
18834         /* This represents an inlined version of bpf_iter.c:bpf_loop,
18835          * be careful to modify this code in sync.
18836          */
18837         struct bpf_insn insn_buf[] = {
18838                 /* Return error and jump to the end of the patch if
18839                  * expected number of iterations is too big.
18840                  */
18841                 BPF_JMP_IMM(BPF_JLE, BPF_REG_1, BPF_MAX_LOOPS, 2),
18842                 BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_0, -E2BIG),
18843                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 16),
18844                 /* spill R6, R7, R8 to use these as loop vars */
18845                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_6, r6_offset),
18846                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_7, r7_offset),
18847                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_8, r8_offset),
18848                 /* initialize loop vars */
18849                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_max, BPF_REG_1),
18850                 BPF_MOV32_IMM(reg_loop_cnt, 0),
18851                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_ctx, BPF_REG_3),
18852                 /* loop header,
18853                  * if reg_loop_cnt >= reg_loop_max skip the loop body
18854                  */
18855                 BPF_JMP_REG(BPF_JGE, reg_loop_cnt, reg_loop_max, 5),
18856                 /* callback call,
18857                  * correct callback offset would be set after patching
18858                  */
18859                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, reg_loop_cnt),
18860                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, reg_loop_ctx),
18861                 BPF_CALL_REL(0),
18862                 /* increment loop counter */
18863                 BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, reg_loop_cnt, 1),
18864                 /* jump to loop header if callback returned 0 */
18865                 BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, BPF_REG_0, 0, -6),
18866                 /* return value of bpf_loop,
18867                  * set R0 to the number of iterations
18868                  */
18869                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, reg_loop_cnt),
18870                 /* restore original values of R6, R7, R8 */
18871                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_6, BPF_REG_10, r6_offset),
18872                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_7, BPF_REG_10, r7_offset),
18873                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_8, BPF_REG_10, r8_offset),
18874         };
18875
18876         *cnt = ARRAY_SIZE(insn_buf);
18877         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, position, insn_buf, *cnt);
18878         if (!new_prog)
18879                 return new_prog;
18880
18881         /* callback start is known only after patching */
18882         callback_start = env->subprog_info[callback_subprogno].start;
18883         /* Note: insn_buf[12] is an offset of BPF_CALL_REL instruction */
18884         call_insn_offset = position + 12;
18885         callback_offset = callback_start - call_insn_offset - 1;
18886         new_prog->insnsi[call_insn_offset].imm = callback_offset;
18887
18888         return new_prog;
18889 }
18890
18891 static bool is_bpf_loop_call(struct bpf_insn *insn)
18892 {
18893         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
18894                 insn->src_reg == 0 &&
18895                 insn->imm == BPF_FUNC_loop;
18896 }
18897
18898 /* For all sub-programs in the program (including main) check
18899  * insn_aux_data to see if there are bpf_loop calls that require
18900  * inlining. If such calls are found the calls are replaced with a
18901  * sequence of instructions produced by `inline_bpf_loop` function and
18902  * subprog stack_depth is increased by the size of 3 registers.
18903  * This stack space is used to spill values of the R6, R7, R8.  These
18904  * registers are used to store the loop bound, counter and context
18905  * variables.
18906  */
18907 static int optimize_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env)
18908 {
18909         struct bpf_subprog_info *subprogs = env->subprog_info;
18910         int i, cur_subprog = 0, cnt, delta = 0;
18911         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
18912         int insn_cnt = env->prog->len;
18913         u16 stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
18914         u16 stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
18915         u16 stack_depth_extra = 0;
18916
18917         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
18918                 struct bpf_loop_inline_state *inline_state =
18919                         &env->insn_aux_data[i + delta].loop_inline_state;
18920
18921                 if (is_bpf_loop_call(insn) && inline_state->fit_for_inline) {
18922                         struct bpf_prog *new_prog;
18923
18924                         stack_depth_extra = BPF_REG_SIZE * 3 + stack_depth_roundup;
18925                         new_prog = inline_bpf_loop(env,
18926                                                    i + delta,
18927                                                    -(stack_depth + stack_depth_extra),
18928                                                    inline_state->callback_subprogno,
18929                                                    &cnt);
18930                         if (!new_prog)
18931                                 return -ENOMEM;
18932
18933                         delta     += cnt - 1;
18934                         env->prog  = new_prog;
18935                         insn       = new_prog->insnsi + i + delta;
18936                 }
18937
18938                 if (subprogs[cur_subprog + 1].start == i + delta + 1) {
18939                         subprogs[cur_subprog].stack_depth += stack_depth_extra;
18940                         cur_subprog++;
18941                         stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
18942                         stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
18943                         stack_depth_extra = 0;
18944                 }
18945         }
18946
18947         env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
18948
18949         return 0;
18950 }
18951
18952 static void free_states(struct bpf_verifier_env *env)
18953 {
18954         struct bpf_verifier_state_list *sl, *sln;
18955         int i;
18956
18957         sl = env->free_list;
18958         while (sl) {
18959                 sln = sl->next;
18960                 free_verifier_state(&sl->state, false);
18961                 kfree(sl);
18962                 sl = sln;
18963         }
18964         env->free_list = NULL;
18965
18966         if (!env->explored_states)
18967                 return;
18968
18969         for (i = 0; i < state_htab_size(env); i++) {
18970                 sl = env->explored_states[i];
18971
18972                 while (sl) {
18973                         sln = sl->next;
18974                         free_verifier_state(&sl->state, false);
18975                         kfree(sl);
18976                         sl = sln;
18977                 }
18978                 env->explored_states[i] = NULL;
18979         }
18980 }
18981
18982 static int do_check_common(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
18983 {
18984         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
18985         struct bpf_verifier_state *state;
18986         struct bpf_reg_state *regs;
18987         int ret, i;
18988
18989         env->prev_linfo = NULL;
18990         env->pass_cnt++;
18991
18992         state = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state), GFP_KERNEL);
18993         if (!state)
18994                 return -ENOMEM;
18995         state->curframe = 0;
18996         state->speculative = false;
18997         state->branches = 1;
18998         state->frame[0] = kzalloc(sizeof(struct bpf_func_state), GFP_KERNEL);
18999         if (!state->frame[0]) {
19000                 kfree(state);
19001                 return -ENOMEM;
19002         }
19003         env->cur_state = state;
19004         init_func_state(env, state->frame[0],
19005                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
19006                         0 /* frameno */,
19007                         subprog);
19008         state->first_insn_idx = env->subprog_info[subprog].start;
19009         state->last_insn_idx = -1;
19010
19011         regs = state->frame[state->curframe]->regs;
19012         if (subprog || env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
19013                 ret = btf_prepare_func_args(env, subprog, regs);
19014                 if (ret)
19015                         goto out;
19016                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
19017                         if (regs[i].type == PTR_TO_CTX)
19018                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
19019                         else if (regs[i].type == SCALAR_VALUE)
19020                                 mark_reg_unknown(env, regs, i);
19021                         else if (base_type(regs[i].type) == PTR_TO_MEM) {
19022                                 const u32 mem_size = regs[i].mem_size;
19023
19024                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
19025                                 regs[i].mem_size = mem_size;
19026                                 regs[i].id = ++env->id_gen;
19027                         }
19028                 }
19029         } else {
19030                 /* 1st arg to a function */
19031                 regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_CTX;
19032                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_1);
19033                 ret = btf_check_subprog_arg_match(env, subprog, regs);
19034                 if (ret == -EFAULT)
19035                         /* unlikely verifier bug. abort.
19036                          * ret == 0 and ret < 0 are sadly acceptable for
19037                          * main() function due to backward compatibility.
19038                          * Like socket filter program may be written as:
19039                          * int bpf_prog(struct pt_regs *ctx)
19040                          * and never dereference that ctx in the program.
19041                          * 'struct pt_regs' is a type mismatch for socket
19042                          * filter that should be using 'struct __sk_buff'.
19043                          */
19044                         goto out;
19045         }
19046
19047         ret = do_check(env);
19048 out:
19049         /* check for NULL is necessary, since cur_state can be freed inside
19050          * do_check() under memory pressure.
19051          */
19052         if (env->cur_state) {
19053                 free_verifier_state(env->cur_state, true);
19054                 env->cur_state = NULL;
19055         }
19056         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
19057         if (!ret && pop_log)
19058                 bpf_vlog_reset(&env->log, 0);
19059         free_states(env);
19060         return ret;
19061 }
19062
19063 /* Verify all global functions in a BPF program one by one based on their BTF.
19064  * All global functions must pass verification. Otherwise the whole program is rejected.
19065  * Consider:
19066  * int bar(int);
19067  * int foo(int f)
19068  * {
19069  *    return bar(f);
19070  * }
19071  * int bar(int b)
19072  * {
19073  *    ...
19074  * }
19075  * foo() will be verified first for R1=any_scalar_value. During verification it
19076  * will be assumed that bar() already verified successfully and call to bar()
19077  * from foo() will be checked for type match only. Later bar() will be verified
19078  * independently to check that it's safe for R1=any_scalar_value.
19079  */
19080 static int do_check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
19081 {
19082         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
19083         int i, ret;
19084
19085         if (!aux->func_info)
19086                 return 0;
19087
19088         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
19089                 if (aux->func_info_aux[i].linkage != BTF_FUNC_GLOBAL)
19090                         continue;
19091                 env->insn_idx = env->subprog_info[i].start;
19092                 WARN_ON_ONCE(env->insn_idx == 0);
19093                 ret = do_check_common(env, i);
19094                 if (ret) {
19095                         return ret;
19096                 } else if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
19097                         verbose(env,
19098                                 "Func#%d is safe for any args that match its prototype\n",
19099                                 i);
19100                 }
19101         }
19102         return 0;
19103 }
19104
19105 static int do_check_main(struct bpf_verifier_env *env)
19106 {
19107         int ret;
19108
19109         env->insn_idx = 0;
19110         ret = do_check_common(env, 0);
19111         if (!ret)
19112                 env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
19113         return ret;
19114 }
19115
19116
19117 static void print_verification_stats(struct bpf_verifier_env *env)
19118 {
19119         int i;
19120
19121         if (env->log.level & BPF_LOG_STATS) {
19122                 verbose(env, "verification time %lld usec\n",
19123                         div_u64(env->verification_time, 1000));
19124                 verbose(env, "stack depth ");
19125                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
19126                         u32 depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
19127
19128                         verbose(env, "%d", depth);
19129                         if (i + 1 < env->subprog_cnt)
19130                                 verbose(env, "+");
19131                 }
19132                 verbose(env, "\n");
19133         }
19134         verbose(env, "processed %d insns (limit %d) max_states_per_insn %d "
19135                 "total_states %d peak_states %d mark_read %d\n",
19136                 env->insn_processed, BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS,
19137                 env->max_states_per_insn, env->total_states,
19138                 env->peak_states, env->longest_mark_read_walk);
19139 }
19140
19141 static int check_struct_ops_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
19142 {
19143         const struct btf_type *t, *func_proto;
19144         const struct bpf_struct_ops *st_ops;
19145         const struct btf_member *member;
19146         struct bpf_prog *prog = env->prog;
19147         u32 btf_id, member_idx;
19148         const char *mname;
19149
19150         if (!prog->gpl_compatible) {
19151                 verbose(env, "struct ops programs must have a GPL compatible license\n");
19152                 return -EINVAL;
19153         }
19154
19155         btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
19156         st_ops = bpf_struct_ops_find(btf_id);
19157         if (!st_ops) {
19158                 verbose(env, "attach_btf_id %u is not a supported struct\n",
19159                         btf_id);
19160                 return -ENOTSUPP;
19161         }
19162
19163         t = st_ops->type;
19164         member_idx = prog->expected_attach_type;
19165         if (member_idx >= btf_type_vlen(t)) {
19166                 verbose(env, "attach to invalid member idx %u of struct %s\n",
19167                         member_idx, st_ops->name);
19168                 return -EINVAL;
19169         }
19170
19171         member = &btf_type_member(t)[member_idx];
19172         mname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, member->name_off);
19173         func_proto = btf_type_resolve_func_ptr(btf_vmlinux, member->type,
19174                                                NULL);
19175         if (!func_proto) {
19176                 verbose(env, "attach to invalid member %s(@idx %u) of struct %s\n",
19177                         mname, member_idx, st_ops->name);
19178                 return -EINVAL;
19179         }
19180
19181         if (st_ops->check_member) {
19182                 int err = st_ops->check_member(t, member, prog);
19183
19184                 if (err) {
19185                         verbose(env, "attach to unsupported member %s of struct %s\n",
19186                                 mname, st_ops->name);
19187                         return err;
19188                 }
19189         }
19190
19191         prog->aux->attach_func_proto = func_proto;
19192         prog->aux->attach_func_name = mname;
19193         env->ops = st_ops->verifier_ops;
19194
19195         return 0;
19196 }
19197 #define SECURITY_PREFIX "security_"
19198
19199 static int check_attach_modify_return(unsigned long addr, const char *func_name)
19200 {
19201         if (within_error_injection_list(addr) ||
19202             !strncmp(SECURITY_PREFIX, func_name, sizeof(SECURITY_PREFIX) - 1))
19203                 return 0;
19204
19205         return -EINVAL;
19206 }
19207
19208 /* list of non-sleepable functions that are otherwise on
19209  * ALLOW_ERROR_INJECTION list
19210  */
19211 BTF_SET_START(btf_non_sleepable_error_inject)
19212 /* Three functions below can be called from sleepable and non-sleepable context.
19213  * Assume non-sleepable from bpf safety point of view.
19214  */
19215 BTF_ID(func, __filemap_add_folio)
19216 BTF_ID(func, should_fail_alloc_page)
19217 BTF_ID(func, should_failslab)
19218 BTF_SET_END(btf_non_sleepable_error_inject)
19219
19220 static int check_non_sleepable_error_inject(u32 btf_id)
19221 {
19222         return btf_id_set_contains(&btf_non_sleepable_error_inject, btf_id);
19223 }
19224
19225 int bpf_check_attach_target(struct bpf_verifier_log *log,
19226                             const struct bpf_prog *prog,
19227                             const struct bpf_prog *tgt_prog,
19228                             u32 btf_id,
19229                             struct bpf_attach_target_info *tgt_info)
19230 {
19231         bool prog_extension = prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT;
19232         const char prefix[] = "btf_trace_";
19233         int ret = 0, subprog = -1, i;
19234         const struct btf_type *t;
19235         bool conservative = true;
19236         const char *tname;
19237         struct btf *btf;
19238         long addr = 0;
19239         struct module *mod = NULL;
19240
19241         if (!btf_id) {
19242                 bpf_log(log, "Tracing programs must provide btf_id\n");
19243                 return -EINVAL;
19244         }
19245         btf = tgt_prog ? tgt_prog->aux->btf : prog->aux->attach_btf;
19246         if (!btf) {
19247                 bpf_log(log,
19248                         "FENTRY/FEXIT program can only be attached to another program annotated with BTF\n");
19249                 return -EINVAL;
19250         }
19251         t = btf_type_by_id(btf, btf_id);
19252         if (!t) {
19253                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u is invalid\n", btf_id);
19254                 return -EINVAL;
19255         }
19256         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
19257         if (!tname) {
19258                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u doesn't have a name\n", btf_id);
19259                 return -EINVAL;
19260         }
19261         if (tgt_prog) {
19262                 struct bpf_prog_aux *aux = tgt_prog->aux;
19263
19264                 if (bpf_prog_is_dev_bound(prog->aux) &&
19265                     !bpf_prog_dev_bound_match(prog, tgt_prog)) {
19266                         bpf_log(log, "Target program bound device mismatch");
19267                         return -EINVAL;
19268                 }
19269
19270                 for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++)
19271                         if (aux->func_info[i].type_id == btf_id) {
19272                                 subprog = i;
19273                                 break;
19274                         }
19275                 if (subprog == -1) {
19276                         bpf_log(log, "Subprog %s doesn't exist\n", tname);
19277                         return -EINVAL;
19278                 }
19279                 conservative = aux->func_info_aux[subprog].unreliable;
19280                 if (prog_extension) {
19281                         if (conservative) {
19282                                 bpf_log(log,
19283                                         "Cannot replace static functions\n");
19284                                 return -EINVAL;
19285                         }
19286                         if (!prog->jit_requested) {
19287                                 bpf_log(log,
19288                                         "Extension programs should be JITed\n");
19289                                 return -EINVAL;
19290                         }
19291                 }
19292                 if (!tgt_prog->jited) {
19293                         bpf_log(log, "Can attach to only JITed progs\n");
19294                         return -EINVAL;
19295                 }
19296                 if (tgt_prog->type == prog->type) {
19297                         /* Cannot fentry/fexit another fentry/fexit program.
19298                          * Cannot attach program extension to another extension.
19299                          * It's ok to attach fentry/fexit to extension program.
19300                          */
19301                         bpf_log(log, "Cannot recursively attach\n");
19302                         return -EINVAL;
19303                 }
19304                 if (tgt_prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19305                     prog_extension &&
19306                     (tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FENTRY ||
19307                      tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FEXIT)) {
19308                         /* Program extensions can extend all program types
19309                          * except fentry/fexit. The reason is the following.
19310                          * The fentry/fexit programs are used for performance
19311                          * analysis, stats and can be attached to any program
19312                          * type except themselves. When extension program is
19313                          * replacing XDP function it is necessary to allow
19314                          * performance analysis of all functions. Both original
19315                          * XDP program and its program extension. Hence
19316                          * attaching fentry/fexit to BPF_PROG_TYPE_EXT is
19317                          * allowed. If extending of fentry/fexit was allowed it
19318                          * would be possible to create long call chain
19319                          * fentry->extension->fentry->extension beyond
19320                          * reasonable stack size. Hence extending fentry is not
19321                          * allowed.
19322                          */
19323                         bpf_log(log, "Cannot extend fentry/fexit\n");
19324                         return -EINVAL;
19325                 }
19326         } else {
19327                 if (prog_extension) {
19328                         bpf_log(log, "Cannot replace kernel functions\n");
19329                         return -EINVAL;
19330                 }
19331         }
19332
19333         switch (prog->expected_attach_type) {
19334         case BPF_TRACE_RAW_TP:
19335                 if (tgt_prog) {
19336                         bpf_log(log,
19337                                 "Only FENTRY/FEXIT progs are attachable to another BPF prog\n");
19338                         return -EINVAL;
19339                 }
19340                 if (!btf_type_is_typedef(t)) {
19341                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a typedef\n",
19342                                 btf_id);
19343                         return -EINVAL;
19344                 }
19345                 if (strncmp(prefix, tname, sizeof(prefix) - 1)) {
19346                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u points to wrong type name %s\n",
19347                                 btf_id, tname);
19348                         return -EINVAL;
19349                 }
19350                 tname += sizeof(prefix) - 1;
19351                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19352                 if (!btf_type_is_ptr(t))
19353                         /* should never happen in valid vmlinux build */
19354                         return -EINVAL;
19355                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19356                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
19357                         /* should never happen in valid vmlinux build */
19358                         return -EINVAL;
19359
19360                 break;
19361         case BPF_TRACE_ITER:
19362                 if (!btf_type_is_func(t)) {
19363                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
19364                                 btf_id);
19365                         return -EINVAL;
19366                 }
19367                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19368                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
19369                         return -EINVAL;
19370                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
19371                 if (ret)
19372                         return ret;
19373                 break;
19374         default:
19375                 if (!prog_extension)
19376                         return -EINVAL;
19377                 fallthrough;
19378         case BPF_MODIFY_RETURN:
19379         case BPF_LSM_MAC:
19380         case BPF_LSM_CGROUP:
19381         case BPF_TRACE_FENTRY:
19382         case BPF_TRACE_FEXIT:
19383                 if (!btf_type_is_func(t)) {
19384                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
19385                                 btf_id);
19386                         return -EINVAL;
19387                 }
19388                 if (prog_extension &&
19389                     btf_check_type_match(log, prog, btf, t))
19390                         return -EINVAL;
19391                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19392                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
19393                         return -EINVAL;
19394
19395                 if ((prog->aux->saved_dst_prog_type || prog->aux->saved_dst_attach_type) &&
19396                     (!tgt_prog || prog->aux->saved_dst_prog_type != tgt_prog->type ||
19397                      prog->aux->saved_dst_attach_type != tgt_prog->expected_attach_type))
19398                         return -EINVAL;
19399
19400                 if (tgt_prog && conservative)
19401                         t = NULL;
19402
19403                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
19404                 if (ret < 0)
19405                         return ret;
19406
19407                 if (tgt_prog) {
19408                         if (subprog == 0)
19409                                 addr = (long) tgt_prog->bpf_func;
19410                         else
19411                                 addr = (long) tgt_prog->aux->func[subprog]->bpf_func;
19412                 } else {
19413                         if (btf_is_module(btf)) {
19414                                 mod = btf_try_get_module(btf);
19415                                 if (mod)
19416                                         addr = find_kallsyms_symbol_value(mod, tname);
19417                                 else
19418                                         addr = 0;
19419                         } else {
19420                                 addr = kallsyms_lookup_name(tname);
19421                         }
19422                         if (!addr) {
19423                                 module_put(mod);
19424                                 bpf_log(log,
19425                                         "The address of function %s cannot be found\n",
19426                                         tname);
19427                                 return -ENOENT;
19428                         }
19429                 }
19430
19431                 if (prog->aux->sleepable) {
19432                         ret = -EINVAL;
19433                         switch (prog->type) {
19434                         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
19435
19436                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can be sleepable if they are
19437                                  * attached to ALLOW_ERROR_INJECTION and are not in denylist.
19438                                  */
19439                                 if (!check_non_sleepable_error_inject(btf_id) &&
19440                                     within_error_injection_list(addr))
19441                                         ret = 0;
19442                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can also be sleepable if they are
19443                                  * in the fmodret id set with the KF_SLEEPABLE flag.
19444                                  */
19445                                 else {
19446                                         u32 *flags = btf_kfunc_is_modify_return(btf, btf_id,
19447                                                                                 prog);
19448
19449                                         if (flags && (*flags & KF_SLEEPABLE))
19450                                                 ret = 0;
19451                                 }
19452                                 break;
19453                         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
19454                                 /* LSM progs check that they are attached to bpf_lsm_*() funcs.
19455                                  * Only some of them are sleepable.
19456                                  */
19457                                 if (bpf_lsm_is_sleepable_hook(btf_id))
19458                                         ret = 0;
19459                                 break;
19460                         default:
19461                                 break;
19462                         }
19463                         if (ret) {
19464                                 module_put(mod);
19465                                 bpf_log(log, "%s is not sleepable\n", tname);
19466                                 return ret;
19467                         }
19468                 } else if (prog->expected_attach_type == BPF_MODIFY_RETURN) {
19469                         if (tgt_prog) {
19470                                 module_put(mod);
19471                                 bpf_log(log, "can't modify return codes of BPF programs\n");
19472                                 return -EINVAL;
19473                         }
19474                         ret = -EINVAL;
19475                         if (btf_kfunc_is_modify_return(btf, btf_id, prog) ||
19476                             !check_attach_modify_return(addr, tname))
19477                                 ret = 0;
19478                         if (ret) {
19479                                 module_put(mod);
19480                                 bpf_log(log, "%s() is not modifiable\n", tname);
19481                                 return ret;
19482                         }
19483                 }
19484
19485                 break;
19486         }
19487         tgt_info->tgt_addr = addr;
19488         tgt_info->tgt_name = tname;
19489         tgt_info->tgt_type = t;
19490         tgt_info->tgt_mod = mod;
19491         return 0;
19492 }
19493
19494 BTF_SET_START(btf_id_deny)
19495 BTF_ID_UNUSED
19496 #ifdef CONFIG_SMP
19497 BTF_ID(func, migrate_disable)
19498 BTF_ID(func, migrate_enable)
19499 #endif
19500 #if !defined CONFIG_PREEMPT_RCU && !defined CONFIG_TINY_RCU
19501 BTF_ID(func, rcu_read_unlock_strict)
19502 #endif
19503 #if defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE)
19504 BTF_ID(func, preempt_count_add)
19505 BTF_ID(func, preempt_count_sub)
19506 #endif
19507 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
19508 BTF_ID(func, __rcu_read_lock)
19509 BTF_ID(func, __rcu_read_unlock)
19510 #endif
19511 BTF_SET_END(btf_id_deny)
19512
19513 static bool can_be_sleepable(struct bpf_prog *prog)
19514 {
19515         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
19516                 switch (prog->expected_attach_type) {
19517                 case BPF_TRACE_FENTRY:
19518                 case BPF_TRACE_FEXIT:
19519                 case BPF_MODIFY_RETURN:
19520                 case BPF_TRACE_ITER:
19521                         return true;
19522                 default:
19523                         return false;
19524                 }
19525         }
19526         return prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM ||
19527                prog->type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE /* only for uprobes */ ||
19528                prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS;
19529 }
19530
19531 static int check_attach_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
19532 {
19533         struct bpf_prog *prog = env->prog;
19534         struct bpf_prog *tgt_prog = prog->aux->dst_prog;
19535         struct bpf_attach_target_info tgt_info = {};
19536         u32 btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
19537         struct bpf_trampoline *tr;
19538         int ret;
19539         u64 key;
19540
19541         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_SYSCALL) {
19542                 if (prog->aux->sleepable)
19543                         /* attach_btf_id checked to be zero already */
19544                         return 0;
19545                 verbose(env, "Syscall programs can only be sleepable\n");
19546                 return -EINVAL;
19547         }
19548
19549         if (prog->aux->sleepable && !can_be_sleepable(prog)) {
19550                 verbose(env, "Only fentry/fexit/fmod_ret, lsm, iter, uprobe, and struct_ops programs can be sleepable\n");
19551                 return -EINVAL;
19552         }
19553
19554         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS)
19555                 return check_struct_ops_btf_id(env);
19556
19557         if (prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19558             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM &&
19559             prog->type != BPF_PROG_TYPE_EXT)
19560                 return 0;
19561
19562         ret = bpf_check_attach_target(&env->log, prog, tgt_prog, btf_id, &tgt_info);
19563         if (ret)
19564                 return ret;
19565
19566         if (tgt_prog && prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
19567                 /* to make freplace equivalent to their targets, they need to
19568                  * inherit env->ops and expected_attach_type for the rest of the
19569                  * verification
19570                  */
19571                 env->ops = bpf_verifier_ops[tgt_prog->type];
19572                 prog->expected_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
19573         }
19574
19575         /* store info about the attachment target that will be used later */
19576         prog->aux->attach_func_proto = tgt_info.tgt_type;
19577         prog->aux->attach_func_name = tgt_info.tgt_name;
19578         prog->aux->mod = tgt_info.tgt_mod;
19579
19580         if (tgt_prog) {
19581                 prog->aux->saved_dst_prog_type = tgt_prog->type;
19582                 prog->aux->saved_dst_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
19583         }
19584
19585         if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_RAW_TP) {
19586                 prog->aux->attach_btf_trace = true;
19587                 return 0;
19588         } else if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_ITER) {
19589                 if (!bpf_iter_prog_supported(prog))
19590                         return -EINVAL;
19591                 return 0;
19592         }
19593
19594         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM) {
19595                 ret = bpf_lsm_verify_prog(&env->log, prog);
19596                 if (ret < 0)
19597                         return ret;
19598         } else if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19599                    btf_id_set_contains(&btf_id_deny, btf_id)) {
19600                 return -EINVAL;
19601         }
19602
19603         key = bpf_trampoline_compute_key(tgt_prog, prog->aux->attach_btf, btf_id);
19604         tr = bpf_trampoline_get(key, &tgt_info);
19605         if (!tr)
19606                 return -ENOMEM;
19607
19608         prog->aux->dst_trampoline = tr;
19609         return 0;
19610 }
19611
19612 struct btf *bpf_get_btf_vmlinux(void)
19613 {
19614         if (!btf_vmlinux && IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_INFO_BTF)) {
19615                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
19616                 if (!btf_vmlinux)
19617                         btf_vmlinux = btf_parse_vmlinux();
19618                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
19619         }
19620         return btf_vmlinux;
19621 }
19622
19623 int bpf_check(struct bpf_prog **prog, union bpf_attr *attr, bpfptr_t uattr, __u32 uattr_size)
19624 {
19625         u64 start_time = ktime_get_ns();
19626         struct bpf_verifier_env *env;
19627         int i, len, ret = -EINVAL, err;
19628         u32 log_true_size;
19629         bool is_priv;
19630
19631         /* no program is valid */
19632         if (ARRAY_SIZE(bpf_verifier_ops) == 0)
19633                 return -EINVAL;
19634
19635         /* 'struct bpf_verifier_env' can be global, but since it's not small,
19636          * allocate/free it every time bpf_check() is called
19637          */
19638         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
19639         if (!env)
19640                 return -ENOMEM;
19641
19642         env->bt.env = env;
19643
19644         len = (*prog)->len;
19645         env->insn_aux_data =
19646                 vzalloc(array_size(sizeof(struct bpf_insn_aux_data), len));
19647         ret = -ENOMEM;
19648         if (!env->insn_aux_data)
19649                 goto err_free_env;
19650         for (i = 0; i < len; i++)
19651                 env->insn_aux_data[i].orig_idx = i;
19652         env->prog = *prog;
19653         env->ops = bpf_verifier_ops[env->prog->type];
19654         env->fd_array = make_bpfptr(attr->fd_array, uattr.is_kernel);
19655         is_priv = bpf_capable();
19656
19657         bpf_get_btf_vmlinux();
19658
19659         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
19660         if (!is_priv)
19661                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
19662
19663         /* user could have requested verbose verifier output
19664          * and supplied buffer to store the verification trace
19665          */
19666         ret = bpf_vlog_init(&env->log, attr->log_level,
19667                             (char __user *) (unsigned long) attr->log_buf,
19668                             attr->log_size);
19669         if (ret)
19670                 goto err_unlock;
19671
19672         mark_verifier_state_clean(env);
19673
19674         if (IS_ERR(btf_vmlinux)) {
19675                 /* Either gcc or pahole or kernel are broken. */
19676                 verbose(env, "in-kernel BTF is malformed\n");
19677                 ret = PTR_ERR(btf_vmlinux);
19678                 goto skip_full_check;
19679         }
19680
19681         env->strict_alignment = !!(attr->prog_flags & BPF_F_STRICT_ALIGNMENT);
19682         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS))
19683                 env->strict_alignment = true;
19684         if (attr->prog_flags & BPF_F_ANY_ALIGNMENT)
19685                 env->strict_alignment = false;
19686
19687         env->allow_ptr_leaks = bpf_allow_ptr_leaks();
19688         env->allow_uninit_stack = bpf_allow_uninit_stack();
19689         env->bypass_spec_v1 = bpf_bypass_spec_v1();
19690         env->bypass_spec_v4 = bpf_bypass_spec_v4();
19691         env->bpf_capable = bpf_capable();
19692
19693         if (is_priv)
19694                 env->test_state_freq = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_STATE_FREQ;
19695
19696         env->explored_states = kvcalloc(state_htab_size(env),
19697                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
19698                                        GFP_USER);
19699         ret = -ENOMEM;
19700         if (!env->explored_states)
19701                 goto skip_full_check;
19702
19703         ret = add_subprog_and_kfunc(env);
19704         if (ret < 0)
19705                 goto skip_full_check;
19706
19707         ret = check_subprogs(env);
19708         if (ret < 0)
19709                 goto skip_full_check;
19710
19711         ret = check_btf_info(env, attr, uattr);
19712         if (ret < 0)
19713                 goto skip_full_check;
19714
19715         ret = check_attach_btf_id(env);
19716         if (ret)
19717                 goto skip_full_check;
19718
19719         ret = resolve_pseudo_ldimm64(env);
19720         if (ret < 0)
19721                 goto skip_full_check;
19722
19723         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
19724                 ret = bpf_prog_offload_verifier_prep(env->prog);
19725                 if (ret)
19726                         goto skip_full_check;
19727         }
19728
19729         ret = check_cfg(env);
19730         if (ret < 0)
19731                 goto skip_full_check;
19732
19733         ret = do_check_subprogs(env);
19734         ret = ret ?: do_check_main(env);
19735
19736         if (ret == 0 && bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
19737                 ret = bpf_prog_offload_finalize(env);
19738
19739 skip_full_check:
19740         kvfree(env->explored_states);
19741
19742         if (ret == 0)
19743                 ret = check_max_stack_depth(env);
19744
19745         /* instruction rewrites happen after this point */
19746         if (ret == 0)
19747                 ret = optimize_bpf_loop(env);
19748
19749         if (is_priv) {
19750                 if (ret == 0)
19751                         opt_hard_wire_dead_code_branches(env);
19752                 if (ret == 0)
19753                         ret = opt_remove_dead_code(env);
19754                 if (ret == 0)
19755                         ret = opt_remove_nops(env);
19756         } else {
19757                 if (ret == 0)
19758                         sanitize_dead_code(env);
19759         }
19760
19761         if (ret == 0)
19762                 /* program is valid, convert *(u32*)(ctx + off) accesses */
19763                 ret = convert_ctx_accesses(env);
19764
19765         if (ret == 0)
19766                 ret = do_misc_fixups(env);
19767
19768         /* do 32-bit optimization after insn patching has done so those patched
19769          * insns could be handled correctly.
19770          */
19771         if (ret == 0 && !bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
19772                 ret = opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(env, attr);
19773                 env->prog->aux->verifier_zext = bpf_jit_needs_zext() ? !ret
19774                                                                      : false;
19775         }
19776
19777         if (ret == 0)
19778                 ret = fixup_call_args(env);
19779
19780         env->verification_time = ktime_get_ns() - start_time;
19781         print_verification_stats(env);
19782         env->prog->aux->verified_insns = env->insn_processed;
19783
19784         /* preserve original error even if log finalization is successful */
19785         err = bpf_vlog_finalize(&env->log, &log_true_size);
19786         if (err)
19787                 ret = err;
19788
19789         if (uattr_size >= offsetofend(union bpf_attr, log_true_size) &&
19790             copy_to_bpfptr_offset(uattr, offsetof(union bpf_attr, log_true_size),
19791                                   &log_true_size, sizeof(log_true_size))) {
19792                 ret = -EFAULT;
19793                 goto err_release_maps;
19794         }
19795
19796         if (ret)
19797                 goto err_release_maps;
19798
19799         if (env->used_map_cnt) {
19800                 /* if program passed verifier, update used_maps in bpf_prog_info */
19801                 env->prog->aux->used_maps = kmalloc_array(env->used_map_cnt,
19802                                                           sizeof(env->used_maps[0]),
19803                                                           GFP_KERNEL);
19804
19805                 if (!env->prog->aux->used_maps) {
19806                         ret = -ENOMEM;
19807                         goto err_release_maps;
19808                 }
19809
19810                 memcpy(env->prog->aux->used_maps, env->used_maps,
19811                        sizeof(env->used_maps[0]) * env->used_map_cnt);
19812                 env->prog->aux->used_map_cnt = env->used_map_cnt;
19813         }
19814         if (env->used_btf_cnt) {
19815                 /* if program passed verifier, update used_btfs in bpf_prog_aux */
19816                 env->prog->aux->used_btfs = kmalloc_array(env->used_btf_cnt,
19817                                                           sizeof(env->used_btfs[0]),
19818                                                           GFP_KERNEL);
19819                 if (!env->prog->aux->used_btfs) {
19820                         ret = -ENOMEM;
19821                         goto err_release_maps;
19822                 }
19823
19824                 memcpy(env->prog->aux->used_btfs, env->used_btfs,
19825                        sizeof(env->used_btfs[0]) * env->used_btf_cnt);
19826                 env->prog->aux->used_btf_cnt = env->used_btf_cnt;
19827         }
19828         if (env->used_map_cnt || env->used_btf_cnt) {
19829                 /* program is valid. Convert pseudo bpf_ld_imm64 into generic
19830                  * bpf_ld_imm64 instructions
19831                  */
19832                 convert_pseudo_ld_imm64(env);
19833         }
19834
19835         adjust_btf_func(env);
19836
19837 err_release_maps:
19838         if (!env->prog->aux->used_maps)
19839                 /* if we didn't copy map pointers into bpf_prog_info, release
19840                  * them now. Otherwise free_used_maps() will release them.
19841                  */
19842                 release_maps(env);
19843         if (!env->prog->aux->used_btfs)
19844                 release_btfs(env);
19845
19846         /* extension progs temporarily inherit the attach_type of their targets
19847            for verification purposes, so set it back to zero before returning
19848          */
19849         if (env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT)
19850                 env->prog->expected_attach_type = 0;
19851
19852         *prog = env->prog;
19853 err_unlock:
19854         if (!is_priv)
19855                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
19856         vfree(env->insn_aux_data);
19857 err_free_env:
19858         kfree(env);
19859         return ret;
19860 }