Merge git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/netdev/net
[platform/kernel/linux-starfive.git] / kernel / bpf / verifier.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /* Copyright (c) 2011-2014 PLUMgrid, http://plumgrid.com
3  * Copyright (c) 2016 Facebook
4  * Copyright (c) 2018 Covalent IO, Inc. http://covalent.io
5  */
6 #include <uapi/linux/btf.h>
7 #include <linux/bpf-cgroup.h>
8 #include <linux/kernel.h>
9 #include <linux/types.h>
10 #include <linux/slab.h>
11 #include <linux/bpf.h>
12 #include <linux/btf.h>
13 #include <linux/bpf_verifier.h>
14 #include <linux/filter.h>
15 #include <net/netlink.h>
16 #include <linux/file.h>
17 #include <linux/vmalloc.h>
18 #include <linux/stringify.h>
19 #include <linux/bsearch.h>
20 #include <linux/sort.h>
21 #include <linux/perf_event.h>
22 #include <linux/ctype.h>
23 #include <linux/error-injection.h>
24 #include <linux/bpf_lsm.h>
25 #include <linux/btf_ids.h>
26
27 #include "disasm.h"
28
29 static const struct bpf_verifier_ops * const bpf_verifier_ops[] = {
30 #define BPF_PROG_TYPE(_id, _name, prog_ctx_type, kern_ctx_type) \
31         [_id] = & _name ## _verifier_ops,
32 #define BPF_MAP_TYPE(_id, _ops)
33 #define BPF_LINK_TYPE(_id, _name)
34 #include <linux/bpf_types.h>
35 #undef BPF_PROG_TYPE
36 #undef BPF_MAP_TYPE
37 #undef BPF_LINK_TYPE
38 };
39
40 /* bpf_check() is a static code analyzer that walks eBPF program
41  * instruction by instruction and updates register/stack state.
42  * All paths of conditional branches are analyzed until 'bpf_exit' insn.
43  *
44  * The first pass is depth-first-search to check that the program is a DAG.
45  * It rejects the following programs:
46  * - larger than BPF_MAXINSNS insns
47  * - if loop is present (detected via back-edge)
48  * - unreachable insns exist (shouldn't be a forest. program = one function)
49  * - out of bounds or malformed jumps
50  * The second pass is all possible path descent from the 1st insn.
51  * Since it's analyzing all paths through the program, the length of the
52  * analysis is limited to 64k insn, which may be hit even if total number of
53  * insn is less then 4K, but there are too many branches that change stack/regs.
54  * Number of 'branches to be analyzed' is limited to 1k
55  *
56  * On entry to each instruction, each register has a type, and the instruction
57  * changes the types of the registers depending on instruction semantics.
58  * If instruction is BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_5), then type of R5 is
59  * copied to R1.
60  *
61  * All registers are 64-bit.
62  * R0 - return register
63  * R1-R5 argument passing registers
64  * R6-R9 callee saved registers
65  * R10 - frame pointer read-only
66  *
67  * At the start of BPF program the register R1 contains a pointer to bpf_context
68  * and has type PTR_TO_CTX.
69  *
70  * Verifier tracks arithmetic operations on pointers in case:
71  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_10),
72  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_1, -20),
73  * 1st insn copies R10 (which has FRAME_PTR) type into R1
74  * and 2nd arithmetic instruction is pattern matched to recognize
75  * that it wants to construct a pointer to some element within stack.
76  * So after 2nd insn, the register R1 has type PTR_TO_STACK
77  * (and -20 constant is saved for further stack bounds checking).
78  * Meaning that this reg is a pointer to stack plus known immediate constant.
79  *
80  * Most of the time the registers have SCALAR_VALUE type, which
81  * means the register has some value, but it's not a valid pointer.
82  * (like pointer plus pointer becomes SCALAR_VALUE type)
83  *
84  * When verifier sees load or store instructions the type of base register
85  * can be: PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_CTX, PTR_TO_STACK, PTR_TO_SOCKET. These are
86  * four pointer types recognized by check_mem_access() function.
87  *
88  * PTR_TO_MAP_VALUE means that this register is pointing to 'map element value'
89  * and the range of [ptr, ptr + map's value_size) is accessible.
90  *
91  * registers used to pass values to function calls are checked against
92  * function argument constraints.
93  *
94  * ARG_PTR_TO_MAP_KEY is one of such argument constraints.
95  * It means that the register type passed to this function must be
96  * PTR_TO_STACK and it will be used inside the function as
97  * 'pointer to map element key'
98  *
99  * For example the argument constraints for bpf_map_lookup_elem():
100  *   .ret_type = RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL,
101  *   .arg1_type = ARG_CONST_MAP_PTR,
102  *   .arg2_type = ARG_PTR_TO_MAP_KEY,
103  *
104  * ret_type says that this function returns 'pointer to map elem value or null'
105  * function expects 1st argument to be a const pointer to 'struct bpf_map' and
106  * 2nd argument should be a pointer to stack, which will be used inside
107  * the helper function as a pointer to map element key.
108  *
109  * On the kernel side the helper function looks like:
110  * u64 bpf_map_lookup_elem(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5)
111  * {
112  *    struct bpf_map *map = (struct bpf_map *) (unsigned long) r1;
113  *    void *key = (void *) (unsigned long) r2;
114  *    void *value;
115  *
116  *    here kernel can access 'key' and 'map' pointers safely, knowing that
117  *    [key, key + map->key_size) bytes are valid and were initialized on
118  *    the stack of eBPF program.
119  * }
120  *
121  * Corresponding eBPF program may look like:
122  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, BPF_REG_10),  // after this insn R2 type is FRAME_PTR
123  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_2, -4), // after this insn R2 type is PTR_TO_STACK
124  *    BPF_LD_MAP_FD(BPF_REG_1, map_fd),      // after this insn R1 type is CONST_PTR_TO_MAP
125  *    BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0, BPF_FUNC_map_lookup_elem),
126  * here verifier looks at prototype of map_lookup_elem() and sees:
127  * .arg1_type == ARG_CONST_MAP_PTR and R1->type == CONST_PTR_TO_MAP, which is ok,
128  * Now verifier knows that this map has key of R1->map_ptr->key_size bytes
129  *
130  * Then .arg2_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY and R2->type == PTR_TO_STACK, ok so far,
131  * Now verifier checks that [R2, R2 + map's key_size) are within stack limits
132  * and were initialized prior to this call.
133  * If it's ok, then verifier allows this BPF_CALL insn and looks at
134  * .ret_type which is RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, so it sets
135  * R0->type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL which means bpf_map_lookup_elem() function
136  * returns either pointer to map value or NULL.
137  *
138  * When type PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL passes through 'if (reg != 0) goto +off'
139  * insn, the register holding that pointer in the true branch changes state to
140  * PTR_TO_MAP_VALUE and the same register changes state to CONST_IMM in the false
141  * branch. See check_cond_jmp_op().
142  *
143  * After the call R0 is set to return type of the function and registers R1-R5
144  * are set to NOT_INIT to indicate that they are no longer readable.
145  *
146  * The following reference types represent a potential reference to a kernel
147  * resource which, after first being allocated, must be checked and freed by
148  * the BPF program:
149  * - PTR_TO_SOCKET_OR_NULL, PTR_TO_SOCKET
150  *
151  * When the verifier sees a helper call return a reference type, it allocates a
152  * pointer id for the reference and stores it in the current function state.
153  * Similar to the way that PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL is converted into
154  * PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_SOCKET_OR_NULL becomes PTR_TO_SOCKET when the type
155  * passes through a NULL-check conditional. For the branch wherein the state is
156  * changed to CONST_IMM, the verifier releases the reference.
157  *
158  * For each helper function that allocates a reference, such as
159  * bpf_sk_lookup_tcp(), there is a corresponding release function, such as
160  * bpf_sk_release(). When a reference type passes into the release function,
161  * the verifier also releases the reference. If any unchecked or unreleased
162  * reference remains at the end of the program, the verifier rejects it.
163  */
164
165 /* verifier_state + insn_idx are pushed to stack when branch is encountered */
166 struct bpf_verifier_stack_elem {
167         /* verifer state is 'st'
168          * before processing instruction 'insn_idx'
169          * and after processing instruction 'prev_insn_idx'
170          */
171         struct bpf_verifier_state st;
172         int insn_idx;
173         int prev_insn_idx;
174         struct bpf_verifier_stack_elem *next;
175         /* length of verifier log at the time this state was pushed on stack */
176         u32 log_pos;
177 };
178
179 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ    8192
180 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES     64
181
182 #define BPF_MAP_KEY_POISON      (1ULL << 63)
183 #define BPF_MAP_KEY_SEEN        (1ULL << 62)
184
185 #define BPF_MAP_PTR_UNPRIV      1UL
186 #define BPF_MAP_PTR_POISON      ((void *)((0xeB9FUL << 1) +     \
187                                           POISON_POINTER_DELTA))
188 #define BPF_MAP_PTR(X)          ((struct bpf_map *)((X) & ~BPF_MAP_PTR_UNPRIV))
189
190 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx);
191 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env, int ref_obj_id);
192
193 static bool bpf_map_ptr_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
194 {
195         return BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) == BPF_MAP_PTR_POISON;
196 }
197
198 static bool bpf_map_ptr_unpriv(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
199 {
200         return aux->map_ptr_state & BPF_MAP_PTR_UNPRIV;
201 }
202
203 static void bpf_map_ptr_store(struct bpf_insn_aux_data *aux,
204                               const struct bpf_map *map, bool unpriv)
205 {
206         BUILD_BUG_ON((unsigned long)BPF_MAP_PTR_POISON & BPF_MAP_PTR_UNPRIV);
207         unpriv |= bpf_map_ptr_unpriv(aux);
208         aux->map_ptr_state = (unsigned long)map |
209                              (unpriv ? BPF_MAP_PTR_UNPRIV : 0UL);
210 }
211
212 static bool bpf_map_key_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
213 {
214         return aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_POISON;
215 }
216
217 static bool bpf_map_key_unseen(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
218 {
219         return !(aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_SEEN);
220 }
221
222 static u64 bpf_map_key_immediate(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
223 {
224         return aux->map_key_state & ~(BPF_MAP_KEY_SEEN | BPF_MAP_KEY_POISON);
225 }
226
227 static void bpf_map_key_store(struct bpf_insn_aux_data *aux, u64 state)
228 {
229         bool poisoned = bpf_map_key_poisoned(aux);
230
231         aux->map_key_state = state | BPF_MAP_KEY_SEEN |
232                              (poisoned ? BPF_MAP_KEY_POISON : 0ULL);
233 }
234
235 static bool bpf_pseudo_call(const struct bpf_insn *insn)
236 {
237         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
238                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL;
239 }
240
241 static bool bpf_pseudo_kfunc_call(const struct bpf_insn *insn)
242 {
243         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
244                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL;
245 }
246
247 struct bpf_call_arg_meta {
248         struct bpf_map *map_ptr;
249         bool raw_mode;
250         bool pkt_access;
251         u8 release_regno;
252         int regno;
253         int access_size;
254         int mem_size;
255         u64 msize_max_value;
256         int ref_obj_id;
257         int map_uid;
258         int func_id;
259         struct btf *btf;
260         u32 btf_id;
261         struct btf *ret_btf;
262         u32 ret_btf_id;
263         u32 subprogno;
264         struct bpf_map_value_off_desc *kptr_off_desc;
265         u8 uninit_dynptr_regno;
266 };
267
268 struct btf *btf_vmlinux;
269
270 static DEFINE_MUTEX(bpf_verifier_lock);
271
272 static const struct bpf_line_info *
273 find_linfo(const struct bpf_verifier_env *env, u32 insn_off)
274 {
275         const struct bpf_line_info *linfo;
276         const struct bpf_prog *prog;
277         u32 i, nr_linfo;
278
279         prog = env->prog;
280         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
281
282         if (!nr_linfo || insn_off >= prog->len)
283                 return NULL;
284
285         linfo = prog->aux->linfo;
286         for (i = 1; i < nr_linfo; i++)
287                 if (insn_off < linfo[i].insn_off)
288                         break;
289
290         return &linfo[i - 1];
291 }
292
293 void bpf_verifier_vlog(struct bpf_verifier_log *log, const char *fmt,
294                        va_list args)
295 {
296         unsigned int n;
297
298         n = vscnprintf(log->kbuf, BPF_VERIFIER_TMP_LOG_SIZE, fmt, args);
299
300         WARN_ONCE(n >= BPF_VERIFIER_TMP_LOG_SIZE - 1,
301                   "verifier log line truncated - local buffer too short\n");
302
303         if (log->level == BPF_LOG_KERNEL) {
304                 bool newline = n > 0 && log->kbuf[n - 1] == '\n';
305
306                 pr_err("BPF: %s%s", log->kbuf, newline ? "" : "\n");
307                 return;
308         }
309
310         n = min(log->len_total - log->len_used - 1, n);
311         log->kbuf[n] = '\0';
312         if (!copy_to_user(log->ubuf + log->len_used, log->kbuf, n + 1))
313                 log->len_used += n;
314         else
315                 log->ubuf = NULL;
316 }
317
318 static void bpf_vlog_reset(struct bpf_verifier_log *log, u32 new_pos)
319 {
320         char zero = 0;
321
322         if (!bpf_verifier_log_needed(log))
323                 return;
324
325         log->len_used = new_pos;
326         if (put_user(zero, log->ubuf + new_pos))
327                 log->ubuf = NULL;
328 }
329
330 /* log_level controls verbosity level of eBPF verifier.
331  * bpf_verifier_log_write() is used to dump the verification trace to the log,
332  * so the user can figure out what's wrong with the program
333  */
334 __printf(2, 3) void bpf_verifier_log_write(struct bpf_verifier_env *env,
335                                            const char *fmt, ...)
336 {
337         va_list args;
338
339         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
340                 return;
341
342         va_start(args, fmt);
343         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
344         va_end(args);
345 }
346 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_verifier_log_write);
347
348 __printf(2, 3) static void verbose(void *private_data, const char *fmt, ...)
349 {
350         struct bpf_verifier_env *env = private_data;
351         va_list args;
352
353         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
354                 return;
355
356         va_start(args, fmt);
357         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
358         va_end(args);
359 }
360
361 __printf(2, 3) void bpf_log(struct bpf_verifier_log *log,
362                             const char *fmt, ...)
363 {
364         va_list args;
365
366         if (!bpf_verifier_log_needed(log))
367                 return;
368
369         va_start(args, fmt);
370         bpf_verifier_vlog(log, fmt, args);
371         va_end(args);
372 }
373
374 static const char *ltrim(const char *s)
375 {
376         while (isspace(*s))
377                 s++;
378
379         return s;
380 }
381
382 __printf(3, 4) static void verbose_linfo(struct bpf_verifier_env *env,
383                                          u32 insn_off,
384                                          const char *prefix_fmt, ...)
385 {
386         const struct bpf_line_info *linfo;
387
388         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
389                 return;
390
391         linfo = find_linfo(env, insn_off);
392         if (!linfo || linfo == env->prev_linfo)
393                 return;
394
395         if (prefix_fmt) {
396                 va_list args;
397
398                 va_start(args, prefix_fmt);
399                 bpf_verifier_vlog(&env->log, prefix_fmt, args);
400                 va_end(args);
401         }
402
403         verbose(env, "%s\n",
404                 ltrim(btf_name_by_offset(env->prog->aux->btf,
405                                          linfo->line_off)));
406
407         env->prev_linfo = linfo;
408 }
409
410 static void verbose_invalid_scalar(struct bpf_verifier_env *env,
411                                    struct bpf_reg_state *reg,
412                                    struct tnum *range, const char *ctx,
413                                    const char *reg_name)
414 {
415         char tn_buf[48];
416
417         verbose(env, "At %s the register %s ", ctx, reg_name);
418         if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
419                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
420                 verbose(env, "has value %s", tn_buf);
421         } else {
422                 verbose(env, "has unknown scalar value");
423         }
424         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), *range);
425         verbose(env, " should have been in %s\n", tn_buf);
426 }
427
428 static bool type_is_pkt_pointer(enum bpf_reg_type type)
429 {
430         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 reg_type_not_null(enum bpf_reg_type type)
443 {
444         return type == PTR_TO_SOCKET ||
445                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
446                 type == PTR_TO_MAP_VALUE ||
447                 type == PTR_TO_MAP_KEY ||
448                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON;
449 }
450
451 static bool reg_may_point_to_spin_lock(const struct bpf_reg_state *reg)
452 {
453         return reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE &&
454                 map_value_has_spin_lock(reg->map_ptr);
455 }
456
457 static bool reg_type_may_be_refcounted_or_null(enum bpf_reg_type type)
458 {
459         return base_type(type) == PTR_TO_SOCKET ||
460                 base_type(type) == PTR_TO_TCP_SOCK ||
461                 base_type(type) == PTR_TO_MEM ||
462                 base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID;
463 }
464
465 static bool type_is_rdonly_mem(u32 type)
466 {
467         return type & MEM_RDONLY;
468 }
469
470 static bool arg_type_may_be_refcounted(enum bpf_arg_type type)
471 {
472         return type == ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON;
473 }
474
475 static bool type_may_be_null(u32 type)
476 {
477         return type & PTR_MAYBE_NULL;
478 }
479
480 static bool may_be_acquire_function(enum bpf_func_id func_id)
481 {
482         return func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
483                 func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
484                 func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
485                 func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
486                 func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve;
487 }
488
489 static bool is_acquire_function(enum bpf_func_id func_id,
490                                 const struct bpf_map *map)
491 {
492         enum bpf_map_type map_type = map ? map->map_type : BPF_MAP_TYPE_UNSPEC;
493
494         if (func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
495             func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
496             func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
497             func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve ||
498             func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg)
499                 return true;
500
501         if (func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
502             (map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
503              map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH))
504                 return true;
505
506         return false;
507 }
508
509 static bool is_ptr_cast_function(enum bpf_func_id func_id)
510 {
511         return func_id == BPF_FUNC_tcp_sock ||
512                 func_id == BPF_FUNC_sk_fullsock ||
513                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_sock ||
514                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp6_sock ||
515                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_udp6_sock ||
516                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_mptcp_sock ||
517                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_timewait_sock ||
518                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_request_sock;
519 }
520
521 static bool is_cmpxchg_insn(const struct bpf_insn *insn)
522 {
523         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX &&
524                BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
525                insn->imm == BPF_CMPXCHG;
526 }
527
528 /* string representation of 'enum bpf_reg_type'
529  *
530  * Note that reg_type_str() can not appear more than once in a single verbose()
531  * statement.
532  */
533 static const char *reg_type_str(struct bpf_verifier_env *env,
534                                 enum bpf_reg_type type)
535 {
536         char postfix[16] = {0}, prefix[32] = {0};
537         static const char * const str[] = {
538                 [NOT_INIT]              = "?",
539                 [SCALAR_VALUE]          = "scalar",
540                 [PTR_TO_CTX]            = "ctx",
541                 [CONST_PTR_TO_MAP]      = "map_ptr",
542                 [PTR_TO_MAP_VALUE]      = "map_value",
543                 [PTR_TO_STACK]          = "fp",
544                 [PTR_TO_PACKET]         = "pkt",
545                 [PTR_TO_PACKET_META]    = "pkt_meta",
546                 [PTR_TO_PACKET_END]     = "pkt_end",
547                 [PTR_TO_FLOW_KEYS]      = "flow_keys",
548                 [PTR_TO_SOCKET]         = "sock",
549                 [PTR_TO_SOCK_COMMON]    = "sock_common",
550                 [PTR_TO_TCP_SOCK]       = "tcp_sock",
551                 [PTR_TO_TP_BUFFER]      = "tp_buffer",
552                 [PTR_TO_XDP_SOCK]       = "xdp_sock",
553                 [PTR_TO_BTF_ID]         = "ptr_",
554                 [PTR_TO_MEM]            = "mem",
555                 [PTR_TO_BUF]            = "buf",
556                 [PTR_TO_FUNC]           = "func",
557                 [PTR_TO_MAP_KEY]        = "map_key",
558         };
559
560         if (type & PTR_MAYBE_NULL) {
561                 if (base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID)
562                         strncpy(postfix, "or_null_", 16);
563                 else
564                         strncpy(postfix, "_or_null", 16);
565         }
566
567         if (type & MEM_RDONLY)
568                 strncpy(prefix, "rdonly_", 32);
569         if (type & MEM_ALLOC)
570                 strncpy(prefix, "alloc_", 32);
571         if (type & MEM_USER)
572                 strncpy(prefix, "user_", 32);
573         if (type & MEM_PERCPU)
574                 strncpy(prefix, "percpu_", 32);
575         if (type & PTR_UNTRUSTED)
576                 strncpy(prefix, "untrusted_", 32);
577
578         snprintf(env->type_str_buf, TYPE_STR_BUF_LEN, "%s%s%s",
579                  prefix, str[base_type(type)], postfix);
580         return env->type_str_buf;
581 }
582
583 static char slot_type_char[] = {
584         [STACK_INVALID] = '?',
585         [STACK_SPILL]   = 'r',
586         [STACK_MISC]    = 'm',
587         [STACK_ZERO]    = '0',
588         [STACK_DYNPTR]  = 'd',
589 };
590
591 static void print_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
592                            enum bpf_reg_liveness live)
593 {
594         if (live & (REG_LIVE_READ | REG_LIVE_WRITTEN | REG_LIVE_DONE))
595             verbose(env, "_");
596         if (live & REG_LIVE_READ)
597                 verbose(env, "r");
598         if (live & REG_LIVE_WRITTEN)
599                 verbose(env, "w");
600         if (live & REG_LIVE_DONE)
601                 verbose(env, "D");
602 }
603
604 static int get_spi(s32 off)
605 {
606         return (-off - 1) / BPF_REG_SIZE;
607 }
608
609 static bool is_spi_bounds_valid(struct bpf_func_state *state, int spi, int nr_slots)
610 {
611         int allocated_slots = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
612
613         /* We need to check that slots between [spi - nr_slots + 1, spi] are
614          * within [0, allocated_stack).
615          *
616          * Please note that the spi grows downwards. For example, a dynptr
617          * takes the size of two stack slots; the first slot will be at
618          * spi and the second slot will be at spi - 1.
619          */
620         return spi - nr_slots + 1 >= 0 && spi < allocated_slots;
621 }
622
623 static struct bpf_func_state *func(struct bpf_verifier_env *env,
624                                    const struct bpf_reg_state *reg)
625 {
626         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
627
628         return cur->frame[reg->frameno];
629 }
630
631 static const char *kernel_type_name(const struct btf* btf, u32 id)
632 {
633         return btf_name_by_offset(btf, btf_type_by_id(btf, id)->name_off);
634 }
635
636 static void mark_reg_scratched(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno)
637 {
638         env->scratched_regs |= 1U << regno;
639 }
640
641 static void mark_stack_slot_scratched(struct bpf_verifier_env *env, u32 spi)
642 {
643         env->scratched_stack_slots |= 1ULL << spi;
644 }
645
646 static bool reg_scratched(const struct bpf_verifier_env *env, u32 regno)
647 {
648         return (env->scratched_regs >> regno) & 1;
649 }
650
651 static bool stack_slot_scratched(const struct bpf_verifier_env *env, u64 regno)
652 {
653         return (env->scratched_stack_slots >> regno) & 1;
654 }
655
656 static bool verifier_state_scratched(const struct bpf_verifier_env *env)
657 {
658         return env->scratched_regs || env->scratched_stack_slots;
659 }
660
661 static void mark_verifier_state_clean(struct bpf_verifier_env *env)
662 {
663         env->scratched_regs = 0U;
664         env->scratched_stack_slots = 0ULL;
665 }
666
667 /* Used for printing the entire verifier state. */
668 static void mark_verifier_state_scratched(struct bpf_verifier_env *env)
669 {
670         env->scratched_regs = ~0U;
671         env->scratched_stack_slots = ~0ULL;
672 }
673
674 static enum bpf_dynptr_type arg_to_dynptr_type(enum bpf_arg_type arg_type)
675 {
676         switch (arg_type & DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK) {
677         case DYNPTR_TYPE_LOCAL:
678                 return BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL;
679         case DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
680                 return BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
681         default:
682                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
683         }
684 }
685
686 static bool dynptr_type_refcounted(enum bpf_dynptr_type type)
687 {
688         return type == BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
689 }
690
691 static int mark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
692                                    enum bpf_arg_type arg_type, int insn_idx)
693 {
694         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
695         enum bpf_dynptr_type type;
696         int spi, i, id;
697
698         spi = get_spi(reg->off);
699
700         if (!is_spi_bounds_valid(state, spi, BPF_DYNPTR_NR_SLOTS))
701                 return -EINVAL;
702
703         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
704                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
705                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
706         }
707
708         type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
709         if (type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
710                 return -EINVAL;
711
712         state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot = true;
713         state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type = type;
714         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.dynptr.type = type;
715
716         if (dynptr_type_refcounted(type)) {
717                 /* The id is used to track proper releasing */
718                 id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
719                 if (id < 0)
720                         return id;
721
722                 state->stack[spi].spilled_ptr.id = id;
723                 state->stack[spi - 1].spilled_ptr.id = id;
724         }
725
726         return 0;
727 }
728
729 static int unmark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
730 {
731         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
732         int spi, i;
733
734         spi = get_spi(reg->off);
735
736         if (!is_spi_bounds_valid(state, spi, BPF_DYNPTR_NR_SLOTS))
737                 return -EINVAL;
738
739         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
740                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_INVALID;
741                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_INVALID;
742         }
743
744         /* Invalidate any slices associated with this dynptr */
745         if (dynptr_type_refcounted(state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type)) {
746                 release_reference(env, state->stack[spi].spilled_ptr.id);
747                 state->stack[spi].spilled_ptr.id = 0;
748                 state->stack[spi - 1].spilled_ptr.id = 0;
749         }
750
751         state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot = false;
752         state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type = 0;
753         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.dynptr.type = 0;
754
755         return 0;
756 }
757
758 static bool is_dynptr_reg_valid_uninit(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
759 {
760         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
761         int spi = get_spi(reg->off);
762         int i;
763
764         if (!is_spi_bounds_valid(state, spi, BPF_DYNPTR_NR_SLOTS))
765                 return true;
766
767         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
768                 if (state->stack[spi].slot_type[i] == STACK_DYNPTR ||
769                     state->stack[spi - 1].slot_type[i] == STACK_DYNPTR)
770                         return false;
771         }
772
773         return true;
774 }
775
776 static bool is_dynptr_reg_valid_init(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
777                                      enum bpf_arg_type arg_type)
778 {
779         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
780         int spi = get_spi(reg->off);
781         int i;
782
783         if (!is_spi_bounds_valid(state, spi, BPF_DYNPTR_NR_SLOTS) ||
784             !state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
785                 return false;
786
787         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
788                 if (state->stack[spi].slot_type[i] != STACK_DYNPTR ||
789                     state->stack[spi - 1].slot_type[i] != STACK_DYNPTR)
790                         return false;
791         }
792
793         /* ARG_PTR_TO_DYNPTR takes any type of dynptr */
794         if (arg_type == ARG_PTR_TO_DYNPTR)
795                 return true;
796
797         return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type == arg_to_dynptr_type(arg_type);
798 }
799
800 /* The reg state of a pointer or a bounded scalar was saved when
801  * it was spilled to the stack.
802  */
803 static bool is_spilled_reg(const struct bpf_stack_state *stack)
804 {
805         return stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1] == STACK_SPILL;
806 }
807
808 static void scrub_spilled_slot(u8 *stype)
809 {
810         if (*stype != STACK_INVALID)
811                 *stype = STACK_MISC;
812 }
813
814 static void print_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
815                                  const struct bpf_func_state *state,
816                                  bool print_all)
817 {
818         const struct bpf_reg_state *reg;
819         enum bpf_reg_type t;
820         int i;
821
822         if (state->frameno)
823                 verbose(env, " frame%d:", state->frameno);
824         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
825                 reg = &state->regs[i];
826                 t = reg->type;
827                 if (t == NOT_INIT)
828                         continue;
829                 if (!print_all && !reg_scratched(env, i))
830                         continue;
831                 verbose(env, " R%d", i);
832                 print_liveness(env, reg->live);
833                 verbose(env, "=");
834                 if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
835                         verbose(env, "P");
836                 if ((t == SCALAR_VALUE || t == PTR_TO_STACK) &&
837                     tnum_is_const(reg->var_off)) {
838                         /* reg->off should be 0 for SCALAR_VALUE */
839                         verbose(env, "%s", t == SCALAR_VALUE ? "" : reg_type_str(env, t));
840                         verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
841                 } else {
842                         const char *sep = "";
843
844                         verbose(env, "%s", reg_type_str(env, t));
845                         if (base_type(t) == PTR_TO_BTF_ID)
846                                 verbose(env, "%s", kernel_type_name(reg->btf, reg->btf_id));
847                         verbose(env, "(");
848 /*
849  * _a stands for append, was shortened to avoid multiline statements below.
850  * This macro is used to output a comma separated list of attributes.
851  */
852 #define verbose_a(fmt, ...) ({ verbose(env, "%s" fmt, sep, __VA_ARGS__); sep = ","; })
853
854                         if (reg->id)
855                                 verbose_a("id=%d", reg->id);
856                         if (reg_type_may_be_refcounted_or_null(t) && reg->ref_obj_id)
857                                 verbose_a("ref_obj_id=%d", reg->ref_obj_id);
858                         if (t != SCALAR_VALUE)
859                                 verbose_a("off=%d", reg->off);
860                         if (type_is_pkt_pointer(t))
861                                 verbose_a("r=%d", reg->range);
862                         else if (base_type(t) == CONST_PTR_TO_MAP ||
863                                  base_type(t) == PTR_TO_MAP_KEY ||
864                                  base_type(t) == PTR_TO_MAP_VALUE)
865                                 verbose_a("ks=%d,vs=%d",
866                                           reg->map_ptr->key_size,
867                                           reg->map_ptr->value_size);
868                         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
869                                 /* Typically an immediate SCALAR_VALUE, but
870                                  * could be a pointer whose offset is too big
871                                  * for reg->off
872                                  */
873                                 verbose_a("imm=%llx", reg->var_off.value);
874                         } else {
875                                 if (reg->smin_value != reg->umin_value &&
876                                     reg->smin_value != S64_MIN)
877                                         verbose_a("smin=%lld", (long long)reg->smin_value);
878                                 if (reg->smax_value != reg->umax_value &&
879                                     reg->smax_value != S64_MAX)
880                                         verbose_a("smax=%lld", (long long)reg->smax_value);
881                                 if (reg->umin_value != 0)
882                                         verbose_a("umin=%llu", (unsigned long long)reg->umin_value);
883                                 if (reg->umax_value != U64_MAX)
884                                         verbose_a("umax=%llu", (unsigned long long)reg->umax_value);
885                                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
886                                         char tn_buf[48];
887
888                                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
889                                         verbose_a("var_off=%s", tn_buf);
890                                 }
891                                 if (reg->s32_min_value != reg->smin_value &&
892                                     reg->s32_min_value != S32_MIN)
893                                         verbose_a("s32_min=%d", (int)(reg->s32_min_value));
894                                 if (reg->s32_max_value != reg->smax_value &&
895                                     reg->s32_max_value != S32_MAX)
896                                         verbose_a("s32_max=%d", (int)(reg->s32_max_value));
897                                 if (reg->u32_min_value != reg->umin_value &&
898                                     reg->u32_min_value != U32_MIN)
899                                         verbose_a("u32_min=%d", (int)(reg->u32_min_value));
900                                 if (reg->u32_max_value != reg->umax_value &&
901                                     reg->u32_max_value != U32_MAX)
902                                         verbose_a("u32_max=%d", (int)(reg->u32_max_value));
903                         }
904 #undef verbose_a
905
906                         verbose(env, ")");
907                 }
908         }
909         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
910                 char types_buf[BPF_REG_SIZE + 1];
911                 bool valid = false;
912                 int j;
913
914                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++) {
915                         if (state->stack[i].slot_type[j] != STACK_INVALID)
916                                 valid = true;
917                         types_buf[j] = slot_type_char[
918                                         state->stack[i].slot_type[j]];
919                 }
920                 types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
921                 if (!valid)
922                         continue;
923                 if (!print_all && !stack_slot_scratched(env, i))
924                         continue;
925                 verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
926                 print_liveness(env, state->stack[i].spilled_ptr.live);
927                 if (is_spilled_reg(&state->stack[i])) {
928                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
929                         t = reg->type;
930                         verbose(env, "=%s", t == SCALAR_VALUE ? "" : reg_type_str(env, t));
931                         if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
932                                 verbose(env, "P");
933                         if (t == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off))
934                                 verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
935                 } else {
936                         verbose(env, "=%s", types_buf);
937                 }
938         }
939         if (state->acquired_refs && state->refs[0].id) {
940                 verbose(env, " refs=%d", state->refs[0].id);
941                 for (i = 1; i < state->acquired_refs; i++)
942                         if (state->refs[i].id)
943                                 verbose(env, ",%d", state->refs[i].id);
944         }
945         if (state->in_callback_fn)
946                 verbose(env, " cb");
947         if (state->in_async_callback_fn)
948                 verbose(env, " async_cb");
949         verbose(env, "\n");
950         mark_verifier_state_clean(env);
951 }
952
953 static inline u32 vlog_alignment(u32 pos)
954 {
955         return round_up(max(pos + BPF_LOG_MIN_ALIGNMENT / 2, BPF_LOG_ALIGNMENT),
956                         BPF_LOG_MIN_ALIGNMENT) - pos - 1;
957 }
958
959 static void print_insn_state(struct bpf_verifier_env *env,
960                              const struct bpf_func_state *state)
961 {
962         if (env->prev_log_len && env->prev_log_len == env->log.len_used) {
963                 /* remove new line character */
964                 bpf_vlog_reset(&env->log, env->prev_log_len - 1);
965                 verbose(env, "%*c;", vlog_alignment(env->prev_insn_print_len), ' ');
966         } else {
967                 verbose(env, "%d:", env->insn_idx);
968         }
969         print_verifier_state(env, state, false);
970 }
971
972 /* copy array src of length n * size bytes to dst. dst is reallocated if it's too
973  * small to hold src. This is different from krealloc since we don't want to preserve
974  * the contents of dst.
975  *
976  * Leaves dst untouched if src is NULL or length is zero. Returns NULL if memory could
977  * not be allocated.
978  */
979 static void *copy_array(void *dst, const void *src, size_t n, size_t size, gfp_t flags)
980 {
981         size_t bytes;
982
983         if (ZERO_OR_NULL_PTR(src))
984                 goto out;
985
986         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
987                 return NULL;
988
989         if (ksize(dst) < bytes) {
990                 kfree(dst);
991                 dst = kmalloc_track_caller(bytes, flags);
992                 if (!dst)
993                         return NULL;
994         }
995
996         memcpy(dst, src, bytes);
997 out:
998         return dst ? dst : ZERO_SIZE_PTR;
999 }
1000
1001 /* resize an array from old_n items to new_n items. the array is reallocated if it's too
1002  * small to hold new_n items. new items are zeroed out if the array grows.
1003  *
1004  * Contrary to krealloc_array, does not free arr if new_n is zero.
1005  */
1006 static void *realloc_array(void *arr, size_t old_n, size_t new_n, size_t size)
1007 {
1008         if (!new_n || old_n == new_n)
1009                 goto out;
1010
1011         arr = krealloc_array(arr, new_n, size, GFP_KERNEL);
1012         if (!arr)
1013                 return NULL;
1014
1015         if (new_n > old_n)
1016                 memset(arr + old_n * size, 0, (new_n - old_n) * size);
1017
1018 out:
1019         return arr ? arr : ZERO_SIZE_PTR;
1020 }
1021
1022 static int copy_reference_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1023 {
1024         dst->refs = copy_array(dst->refs, src->refs, src->acquired_refs,
1025                                sizeof(struct bpf_reference_state), GFP_KERNEL);
1026         if (!dst->refs)
1027                 return -ENOMEM;
1028
1029         dst->acquired_refs = src->acquired_refs;
1030         return 0;
1031 }
1032
1033 static int copy_stack_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1034 {
1035         size_t n = src->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
1036
1037         dst->stack = copy_array(dst->stack, src->stack, n, sizeof(struct bpf_stack_state),
1038                                 GFP_KERNEL);
1039         if (!dst->stack)
1040                 return -ENOMEM;
1041
1042         dst->allocated_stack = src->allocated_stack;
1043         return 0;
1044 }
1045
1046 static int resize_reference_state(struct bpf_func_state *state, size_t n)
1047 {
1048         state->refs = realloc_array(state->refs, state->acquired_refs, n,
1049                                     sizeof(struct bpf_reference_state));
1050         if (!state->refs)
1051                 return -ENOMEM;
1052
1053         state->acquired_refs = n;
1054         return 0;
1055 }
1056
1057 static int grow_stack_state(struct bpf_func_state *state, int size)
1058 {
1059         size_t old_n = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE, n = size / BPF_REG_SIZE;
1060
1061         if (old_n >= n)
1062                 return 0;
1063
1064         state->stack = realloc_array(state->stack, old_n, n, sizeof(struct bpf_stack_state));
1065         if (!state->stack)
1066                 return -ENOMEM;
1067
1068         state->allocated_stack = size;
1069         return 0;
1070 }
1071
1072 /* Acquire a pointer id from the env and update the state->refs to include
1073  * this new pointer reference.
1074  * On success, returns a valid pointer id to associate with the register
1075  * On failure, returns a negative errno.
1076  */
1077 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
1078 {
1079         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
1080         int new_ofs = state->acquired_refs;
1081         int id, err;
1082
1083         err = resize_reference_state(state, state->acquired_refs + 1);
1084         if (err)
1085                 return err;
1086         id = ++env->id_gen;
1087         state->refs[new_ofs].id = id;
1088         state->refs[new_ofs].insn_idx = insn_idx;
1089
1090         return id;
1091 }
1092
1093 /* release function corresponding to acquire_reference_state(). Idempotent. */
1094 static int release_reference_state(struct bpf_func_state *state, int ptr_id)
1095 {
1096         int i, last_idx;
1097
1098         last_idx = state->acquired_refs - 1;
1099         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
1100                 if (state->refs[i].id == ptr_id) {
1101                         if (last_idx && i != last_idx)
1102                                 memcpy(&state->refs[i], &state->refs[last_idx],
1103                                        sizeof(*state->refs));
1104                         memset(&state->refs[last_idx], 0, sizeof(*state->refs));
1105                         state->acquired_refs--;
1106                         return 0;
1107                 }
1108         }
1109         return -EINVAL;
1110 }
1111
1112 static void free_func_state(struct bpf_func_state *state)
1113 {
1114         if (!state)
1115                 return;
1116         kfree(state->refs);
1117         kfree(state->stack);
1118         kfree(state);
1119 }
1120
1121 static void clear_jmp_history(struct bpf_verifier_state *state)
1122 {
1123         kfree(state->jmp_history);
1124         state->jmp_history = NULL;
1125         state->jmp_history_cnt = 0;
1126 }
1127
1128 static void free_verifier_state(struct bpf_verifier_state *state,
1129                                 bool free_self)
1130 {
1131         int i;
1132
1133         for (i = 0; i <= state->curframe; i++) {
1134                 free_func_state(state->frame[i]);
1135                 state->frame[i] = NULL;
1136         }
1137         clear_jmp_history(state);
1138         if (free_self)
1139                 kfree(state);
1140 }
1141
1142 /* copy verifier state from src to dst growing dst stack space
1143  * when necessary to accommodate larger src stack
1144  */
1145 static int copy_func_state(struct bpf_func_state *dst,
1146                            const struct bpf_func_state *src)
1147 {
1148         int err;
1149
1150         memcpy(dst, src, offsetof(struct bpf_func_state, acquired_refs));
1151         err = copy_reference_state(dst, src);
1152         if (err)
1153                 return err;
1154         return copy_stack_state(dst, src);
1155 }
1156
1157 static int copy_verifier_state(struct bpf_verifier_state *dst_state,
1158                                const struct bpf_verifier_state *src)
1159 {
1160         struct bpf_func_state *dst;
1161         int i, err;
1162
1163         dst_state->jmp_history = copy_array(dst_state->jmp_history, src->jmp_history,
1164                                             src->jmp_history_cnt, sizeof(struct bpf_idx_pair),
1165                                             GFP_USER);
1166         if (!dst_state->jmp_history)
1167                 return -ENOMEM;
1168         dst_state->jmp_history_cnt = src->jmp_history_cnt;
1169
1170         /* if dst has more stack frames then src frame, free them */
1171         for (i = src->curframe + 1; i <= dst_state->curframe; i++) {
1172                 free_func_state(dst_state->frame[i]);
1173                 dst_state->frame[i] = NULL;
1174         }
1175         dst_state->speculative = src->speculative;
1176         dst_state->curframe = src->curframe;
1177         dst_state->active_spin_lock = src->active_spin_lock;
1178         dst_state->branches = src->branches;
1179         dst_state->parent = src->parent;
1180         dst_state->first_insn_idx = src->first_insn_idx;
1181         dst_state->last_insn_idx = src->last_insn_idx;
1182         for (i = 0; i <= src->curframe; i++) {
1183                 dst = dst_state->frame[i];
1184                 if (!dst) {
1185                         dst = kzalloc(sizeof(*dst), GFP_KERNEL);
1186                         if (!dst)
1187                                 return -ENOMEM;
1188                         dst_state->frame[i] = dst;
1189                 }
1190                 err = copy_func_state(dst, src->frame[i]);
1191                 if (err)
1192                         return err;
1193         }
1194         return 0;
1195 }
1196
1197 static void update_branch_counts(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
1198 {
1199         while (st) {
1200                 u32 br = --st->branches;
1201
1202                 /* WARN_ON(br > 1) technically makes sense here,
1203                  * but see comment in push_stack(), hence:
1204                  */
1205                 WARN_ONCE((int)br < 0,
1206                           "BUG update_branch_counts:branches_to_explore=%d\n",
1207                           br);
1208                 if (br)
1209                         break;
1210                 st = st->parent;
1211         }
1212 }
1213
1214 static int pop_stack(struct bpf_verifier_env *env, int *prev_insn_idx,
1215                      int *insn_idx, bool pop_log)
1216 {
1217         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1218         struct bpf_verifier_stack_elem *elem, *head = env->head;
1219         int err;
1220
1221         if (env->head == NULL)
1222                 return -ENOENT;
1223
1224         if (cur) {
1225                 err = copy_verifier_state(cur, &head->st);
1226                 if (err)
1227                         return err;
1228         }
1229         if (pop_log)
1230                 bpf_vlog_reset(&env->log, head->log_pos);
1231         if (insn_idx)
1232                 *insn_idx = head->insn_idx;
1233         if (prev_insn_idx)
1234                 *prev_insn_idx = head->prev_insn_idx;
1235         elem = head->next;
1236         free_verifier_state(&head->st, false);
1237         kfree(head);
1238         env->head = elem;
1239         env->stack_size--;
1240         return 0;
1241 }
1242
1243 static struct bpf_verifier_state *push_stack(struct bpf_verifier_env *env,
1244                                              int insn_idx, int prev_insn_idx,
1245                                              bool speculative)
1246 {
1247         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1248         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
1249         int err;
1250
1251         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
1252         if (!elem)
1253                 goto err;
1254
1255         elem->insn_idx = insn_idx;
1256         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
1257         elem->next = env->head;
1258         elem->log_pos = env->log.len_used;
1259         env->head = elem;
1260         env->stack_size++;
1261         err = copy_verifier_state(&elem->st, cur);
1262         if (err)
1263                 goto err;
1264         elem->st.speculative |= speculative;
1265         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
1266                 verbose(env, "The sequence of %d jumps is too complex.\n",
1267                         env->stack_size);
1268                 goto err;
1269         }
1270         if (elem->st.parent) {
1271                 ++elem->st.parent->branches;
1272                 /* WARN_ON(branches > 2) technically makes sense here,
1273                  * but
1274                  * 1. speculative states will bump 'branches' for non-branch
1275                  * instructions
1276                  * 2. is_state_visited() heuristics may decide not to create
1277                  * a new state for a sequence of branches and all such current
1278                  * and cloned states will be pointing to a single parent state
1279                  * which might have large 'branches' count.
1280                  */
1281         }
1282         return &elem->st;
1283 err:
1284         free_verifier_state(env->cur_state, true);
1285         env->cur_state = NULL;
1286         /* pop all elements and return */
1287         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
1288         return NULL;
1289 }
1290
1291 #define CALLER_SAVED_REGS 6
1292 static const int caller_saved[CALLER_SAVED_REGS] = {
1293         BPF_REG_0, BPF_REG_1, BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4, BPF_REG_5
1294 };
1295
1296 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
1297                                 struct bpf_reg_state *reg);
1298
1299 /* This helper doesn't clear reg->id */
1300 static void ___mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1301 {
1302         reg->var_off = tnum_const(imm);
1303         reg->smin_value = (s64)imm;
1304         reg->smax_value = (s64)imm;
1305         reg->umin_value = imm;
1306         reg->umax_value = imm;
1307
1308         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1309         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1310         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1311         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1312 }
1313
1314 /* Mark the unknown part of a register (variable offset or scalar value) as
1315  * known to have the value @imm.
1316  */
1317 static void __mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1318 {
1319         /* Clear id, off, and union(map_ptr, range) */
1320         memset(((u8 *)reg) + sizeof(reg->type), 0,
1321                offsetof(struct bpf_reg_state, var_off) - sizeof(reg->type));
1322         ___mark_reg_known(reg, imm);
1323 }
1324
1325 static void __mark_reg32_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1326 {
1327         reg->var_off = tnum_const_subreg(reg->var_off, imm);
1328         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1329         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1330         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1331         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1332 }
1333
1334 /* Mark the 'variable offset' part of a register as zero.  This should be
1335  * used only on registers holding a pointer type.
1336  */
1337 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1338 {
1339         __mark_reg_known(reg, 0);
1340 }
1341
1342 static void __mark_reg_const_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1343 {
1344         __mark_reg_known(reg, 0);
1345         reg->type = SCALAR_VALUE;
1346 }
1347
1348 static void mark_reg_known_zero(struct bpf_verifier_env *env,
1349                                 struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1350 {
1351         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1352                 verbose(env, "mark_reg_known_zero(regs, %u)\n", regno);
1353                 /* Something bad happened, let's kill all regs */
1354                 for (regno = 0; regno < MAX_BPF_REG; regno++)
1355                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1356                 return;
1357         }
1358         __mark_reg_known_zero(regs + regno);
1359 }
1360
1361 static void mark_ptr_not_null_reg(struct bpf_reg_state *reg)
1362 {
1363         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MAP_VALUE) {
1364                 const struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
1365
1366                 if (map->inner_map_meta) {
1367                         reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
1368                         reg->map_ptr = map->inner_map_meta;
1369                         /* transfer reg's id which is unique for every map_lookup_elem
1370                          * as UID of the inner map.
1371                          */
1372                         if (map_value_has_timer(map->inner_map_meta))
1373                                 reg->map_uid = reg->id;
1374                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_XSKMAP) {
1375                         reg->type = PTR_TO_XDP_SOCK;
1376                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
1377                            map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH) {
1378                         reg->type = PTR_TO_SOCKET;
1379                 } else {
1380                         reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
1381                 }
1382                 return;
1383         }
1384
1385         reg->type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
1386 }
1387
1388 static bool reg_is_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg)
1389 {
1390         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
1391 }
1392
1393 static bool reg_is_pkt_pointer_any(const struct bpf_reg_state *reg)
1394 {
1395         return reg_is_pkt_pointer(reg) ||
1396                reg->type == PTR_TO_PACKET_END;
1397 }
1398
1399 /* Unmodified PTR_TO_PACKET[_META,_END] register from ctx access. */
1400 static bool reg_is_init_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg,
1401                                     enum bpf_reg_type which)
1402 {
1403         /* The register can already have a range from prior markings.
1404          * This is fine as long as it hasn't been advanced from its
1405          * origin.
1406          */
1407         return reg->type == which &&
1408                reg->id == 0 &&
1409                reg->off == 0 &&
1410                tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
1411 }
1412
1413 /* Reset the min/max bounds of a register */
1414 static void __mark_reg_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1415 {
1416         reg->smin_value = S64_MIN;
1417         reg->smax_value = S64_MAX;
1418         reg->umin_value = 0;
1419         reg->umax_value = U64_MAX;
1420
1421         reg->s32_min_value = S32_MIN;
1422         reg->s32_max_value = S32_MAX;
1423         reg->u32_min_value = 0;
1424         reg->u32_max_value = U32_MAX;
1425 }
1426
1427 static void __mark_reg64_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1428 {
1429         reg->smin_value = S64_MIN;
1430         reg->smax_value = S64_MAX;
1431         reg->umin_value = 0;
1432         reg->umax_value = U64_MAX;
1433 }
1434
1435 static void __mark_reg32_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1436 {
1437         reg->s32_min_value = S32_MIN;
1438         reg->s32_max_value = S32_MAX;
1439         reg->u32_min_value = 0;
1440         reg->u32_max_value = U32_MAX;
1441 }
1442
1443 static void __update_reg32_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1444 {
1445         struct tnum var32_off = tnum_subreg(reg->var_off);
1446
1447         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
1448         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value,
1449                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MIN));
1450         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
1451         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value,
1452                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MAX));
1453         reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)var32_off.value);
1454         reg->u32_max_value = min(reg->u32_max_value,
1455                                  (u32)(var32_off.value | var32_off.mask));
1456 }
1457
1458 static void __update_reg64_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1459 {
1460         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
1461         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value,
1462                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MIN));
1463         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
1464         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value,
1465                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MAX));
1466         reg->umin_value = max(reg->umin_value, reg->var_off.value);
1467         reg->umax_value = min(reg->umax_value,
1468                               reg->var_off.value | reg->var_off.mask);
1469 }
1470
1471 static void __update_reg_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1472 {
1473         __update_reg32_bounds(reg);
1474         __update_reg64_bounds(reg);
1475 }
1476
1477 /* Uses signed min/max values to inform unsigned, and vice-versa */
1478 static void __reg32_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1479 {
1480         /* Learn sign from signed bounds.
1481          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
1482          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
1483          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
1484          */
1485         if (reg->s32_min_value >= 0 || reg->s32_max_value < 0) {
1486                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
1487                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
1488                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
1489                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
1490                 return;
1491         }
1492         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
1493          * boundary, so we must be careful.
1494          */
1495         if ((s32)reg->u32_max_value >= 0) {
1496                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
1497                  * is positive, hence safe.
1498                  */
1499                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value;
1500                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
1501                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
1502         } else if ((s32)reg->u32_min_value < 0) {
1503                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
1504                  * is negative, hence safe.
1505                  */
1506                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
1507                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
1508                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value;
1509         }
1510 }
1511
1512 static void __reg64_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1513 {
1514         /* Learn sign from signed bounds.
1515          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
1516          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
1517          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
1518          */
1519         if (reg->smin_value >= 0 || reg->smax_value < 0) {
1520                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
1521                                                           reg->umin_value);
1522                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
1523                                                           reg->umax_value);
1524                 return;
1525         }
1526         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
1527          * boundary, so we must be careful.
1528          */
1529         if ((s64)reg->umax_value >= 0) {
1530                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
1531                  * is positive, hence safe.
1532                  */
1533                 reg->smin_value = reg->umin_value;
1534                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
1535                                                           reg->umax_value);
1536         } else if ((s64)reg->umin_value < 0) {
1537                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
1538                  * is negative, hence safe.
1539                  */
1540                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
1541                                                           reg->umin_value);
1542                 reg->smax_value = reg->umax_value;
1543         }
1544 }
1545
1546 static void __reg_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1547 {
1548         __reg32_deduce_bounds(reg);
1549         __reg64_deduce_bounds(reg);
1550 }
1551
1552 /* Attempts to improve var_off based on unsigned min/max information */
1553 static void __reg_bound_offset(struct bpf_reg_state *reg)
1554 {
1555         struct tnum var64_off = tnum_intersect(reg->var_off,
1556                                                tnum_range(reg->umin_value,
1557                                                           reg->umax_value));
1558         struct tnum var32_off = tnum_intersect(tnum_subreg(reg->var_off),
1559                                                 tnum_range(reg->u32_min_value,
1560                                                            reg->u32_max_value));
1561
1562         reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(var64_off), var32_off);
1563 }
1564
1565 static void reg_bounds_sync(struct bpf_reg_state *reg)
1566 {
1567         /* We might have learned new bounds from the var_off. */
1568         __update_reg_bounds(reg);
1569         /* We might have learned something about the sign bit. */
1570         __reg_deduce_bounds(reg);
1571         /* We might have learned some bits from the bounds. */
1572         __reg_bound_offset(reg);
1573         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
1574          * slightly, e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
1575          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
1576          */
1577         __update_reg_bounds(reg);
1578 }
1579
1580 static bool __reg32_bound_s64(s32 a)
1581 {
1582         return a >= 0 && a <= S32_MAX;
1583 }
1584
1585 static void __reg_assign_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
1586 {
1587         reg->umin_value = reg->u32_min_value;
1588         reg->umax_value = reg->u32_max_value;
1589
1590         /* Attempt to pull 32-bit signed bounds into 64-bit bounds but must
1591          * be positive otherwise set to worse case bounds and refine later
1592          * from tnum.
1593          */
1594         if (__reg32_bound_s64(reg->s32_min_value) &&
1595             __reg32_bound_s64(reg->s32_max_value)) {
1596                 reg->smin_value = reg->s32_min_value;
1597                 reg->smax_value = reg->s32_max_value;
1598         } else {
1599                 reg->smin_value = 0;
1600                 reg->smax_value = U32_MAX;
1601         }
1602 }
1603
1604 static void __reg_combine_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
1605 {
1606         /* special case when 64-bit register has upper 32-bit register
1607          * zeroed. Typically happens after zext or <<32, >>32 sequence
1608          * allowing us to use 32-bit bounds directly,
1609          */
1610         if (tnum_equals_const(tnum_clear_subreg(reg->var_off), 0)) {
1611                 __reg_assign_32_into_64(reg);
1612         } else {
1613                 /* Otherwise the best we can do is push lower 32bit known and
1614                  * unknown bits into register (var_off set from jmp logic)
1615                  * then learn as much as possible from the 64-bit tnum
1616                  * known and unknown bits. The previous smin/smax bounds are
1617                  * invalid here because of jmp32 compare so mark them unknown
1618                  * so they do not impact tnum bounds calculation.
1619                  */
1620                 __mark_reg64_unbounded(reg);
1621         }
1622         reg_bounds_sync(reg);
1623 }
1624
1625 static bool __reg64_bound_s32(s64 a)
1626 {
1627         return a >= S32_MIN && a <= S32_MAX;
1628 }
1629
1630 static bool __reg64_bound_u32(u64 a)
1631 {
1632         return a >= U32_MIN && a <= U32_MAX;
1633 }
1634
1635 static void __reg_combine_64_into_32(struct bpf_reg_state *reg)
1636 {
1637         __mark_reg32_unbounded(reg);
1638         if (__reg64_bound_s32(reg->smin_value) && __reg64_bound_s32(reg->smax_value)) {
1639                 reg->s32_min_value = (s32)reg->smin_value;
1640                 reg->s32_max_value = (s32)reg->smax_value;
1641         }
1642         if (__reg64_bound_u32(reg->umin_value) && __reg64_bound_u32(reg->umax_value)) {
1643                 reg->u32_min_value = (u32)reg->umin_value;
1644                 reg->u32_max_value = (u32)reg->umax_value;
1645         }
1646         reg_bounds_sync(reg);
1647 }
1648
1649 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value. */
1650 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
1651                                struct bpf_reg_state *reg)
1652 {
1653         /*
1654          * Clear type, id, off, and union(map_ptr, range) and
1655          * padding between 'type' and union
1656          */
1657         memset(reg, 0, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off));
1658         reg->type = SCALAR_VALUE;
1659         reg->var_off = tnum_unknown;
1660         reg->frameno = 0;
1661         reg->precise = env->subprog_cnt > 1 || !env->bpf_capable;
1662         __mark_reg_unbounded(reg);
1663 }
1664
1665 static void mark_reg_unknown(struct bpf_verifier_env *env,
1666                              struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1667 {
1668         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1669                 verbose(env, "mark_reg_unknown(regs, %u)\n", regno);
1670                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
1671                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
1672                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1673                 return;
1674         }
1675         __mark_reg_unknown(env, regs + regno);
1676 }
1677
1678 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
1679                                 struct bpf_reg_state *reg)
1680 {
1681         __mark_reg_unknown(env, reg);
1682         reg->type = NOT_INIT;
1683 }
1684
1685 static void mark_reg_not_init(struct bpf_verifier_env *env,
1686                               struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1687 {
1688         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1689                 verbose(env, "mark_reg_not_init(regs, %u)\n", regno);
1690                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
1691                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
1692                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1693                 return;
1694         }
1695         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1696 }
1697
1698 static void mark_btf_ld_reg(struct bpf_verifier_env *env,
1699                             struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
1700                             enum bpf_reg_type reg_type,
1701                             struct btf *btf, u32 btf_id,
1702                             enum bpf_type_flag flag)
1703 {
1704         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
1705                 mark_reg_unknown(env, regs, regno);
1706                 return;
1707         }
1708         mark_reg_known_zero(env, regs, regno);
1709         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | flag;
1710         regs[regno].btf = btf;
1711         regs[regno].btf_id = btf_id;
1712 }
1713
1714 #define DEF_NOT_SUBREG  (0)
1715 static void init_reg_state(struct bpf_verifier_env *env,
1716                            struct bpf_func_state *state)
1717 {
1718         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
1719         int i;
1720
1721         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
1722                 mark_reg_not_init(env, regs, i);
1723                 regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
1724                 regs[i].parent = NULL;
1725                 regs[i].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
1726         }
1727
1728         /* frame pointer */
1729         regs[BPF_REG_FP].type = PTR_TO_STACK;
1730         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_FP);
1731         regs[BPF_REG_FP].frameno = state->frameno;
1732 }
1733
1734 #define BPF_MAIN_FUNC (-1)
1735 static void init_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
1736                             struct bpf_func_state *state,
1737                             int callsite, int frameno, int subprogno)
1738 {
1739         state->callsite = callsite;
1740         state->frameno = frameno;
1741         state->subprogno = subprogno;
1742         init_reg_state(env, state);
1743         mark_verifier_state_scratched(env);
1744 }
1745
1746 /* Similar to push_stack(), but for async callbacks */
1747 static struct bpf_verifier_state *push_async_cb(struct bpf_verifier_env *env,
1748                                                 int insn_idx, int prev_insn_idx,
1749                                                 int subprog)
1750 {
1751         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
1752         struct bpf_func_state *frame;
1753
1754         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
1755         if (!elem)
1756                 goto err;
1757
1758         elem->insn_idx = insn_idx;
1759         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
1760         elem->next = env->head;
1761         elem->log_pos = env->log.len_used;
1762         env->head = elem;
1763         env->stack_size++;
1764         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
1765                 verbose(env,
1766                         "The sequence of %d jumps is too complex for async cb.\n",
1767                         env->stack_size);
1768                 goto err;
1769         }
1770         /* Unlike push_stack() do not copy_verifier_state().
1771          * The caller state doesn't matter.
1772          * This is async callback. It starts in a fresh stack.
1773          * Initialize it similar to do_check_common().
1774          */
1775         elem->st.branches = 1;
1776         frame = kzalloc(sizeof(*frame), GFP_KERNEL);
1777         if (!frame)
1778                 goto err;
1779         init_func_state(env, frame,
1780                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
1781                         0 /* frameno within this callchain */,
1782                         subprog /* subprog number within this prog */);
1783         elem->st.frame[0] = frame;
1784         return &elem->st;
1785 err:
1786         free_verifier_state(env->cur_state, true);
1787         env->cur_state = NULL;
1788         /* pop all elements and return */
1789         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
1790         return NULL;
1791 }
1792
1793
1794 enum reg_arg_type {
1795         SRC_OP,         /* register is used as source operand */
1796         DST_OP,         /* register is used as destination operand */
1797         DST_OP_NO_MARK  /* same as above, check only, don't mark */
1798 };
1799
1800 static int cmp_subprogs(const void *a, const void *b)
1801 {
1802         return ((struct bpf_subprog_info *)a)->start -
1803                ((struct bpf_subprog_info *)b)->start;
1804 }
1805
1806 static int find_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
1807 {
1808         struct bpf_subprog_info *p;
1809
1810         p = bsearch(&off, env->subprog_info, env->subprog_cnt,
1811                     sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs);
1812         if (!p)
1813                 return -ENOENT;
1814         return p - env->subprog_info;
1815
1816 }
1817
1818 static int add_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
1819 {
1820         int insn_cnt = env->prog->len;
1821         int ret;
1822
1823         if (off >= insn_cnt || off < 0) {
1824                 verbose(env, "call to invalid destination\n");
1825                 return -EINVAL;
1826         }
1827         ret = find_subprog(env, off);
1828         if (ret >= 0)
1829                 return ret;
1830         if (env->subprog_cnt >= BPF_MAX_SUBPROGS) {
1831                 verbose(env, "too many subprograms\n");
1832                 return -E2BIG;
1833         }
1834         /* determine subprog starts. The end is one before the next starts */
1835         env->subprog_info[env->subprog_cnt++].start = off;
1836         sort(env->subprog_info, env->subprog_cnt,
1837              sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs, NULL);
1838         return env->subprog_cnt - 1;
1839 }
1840
1841 #define MAX_KFUNC_DESCS 256
1842 #define MAX_KFUNC_BTFS  256
1843
1844 struct bpf_kfunc_desc {
1845         struct btf_func_model func_model;
1846         u32 func_id;
1847         s32 imm;
1848         u16 offset;
1849 };
1850
1851 struct bpf_kfunc_btf {
1852         struct btf *btf;
1853         struct module *module;
1854         u16 offset;
1855 };
1856
1857 struct bpf_kfunc_desc_tab {
1858         struct bpf_kfunc_desc descs[MAX_KFUNC_DESCS];
1859         u32 nr_descs;
1860 };
1861
1862 struct bpf_kfunc_btf_tab {
1863         struct bpf_kfunc_btf descs[MAX_KFUNC_BTFS];
1864         u32 nr_descs;
1865 };
1866
1867 static int kfunc_desc_cmp_by_id_off(const void *a, const void *b)
1868 {
1869         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
1870         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
1871
1872         /* func_id is not greater than BTF_MAX_TYPE */
1873         return d0->func_id - d1->func_id ?: d0->offset - d1->offset;
1874 }
1875
1876 static int kfunc_btf_cmp_by_off(const void *a, const void *b)
1877 {
1878         const struct bpf_kfunc_btf *d0 = a;
1879         const struct bpf_kfunc_btf *d1 = b;
1880
1881         return d0->offset - d1->offset;
1882 }
1883
1884 static const struct bpf_kfunc_desc *
1885 find_kfunc_desc(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id, u16 offset)
1886 {
1887         struct bpf_kfunc_desc desc = {
1888                 .func_id = func_id,
1889                 .offset = offset,
1890         };
1891         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
1892
1893         tab = prog->aux->kfunc_tab;
1894         return bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
1895                        sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_id_off);
1896 }
1897
1898 static struct btf *__find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env,
1899                                          s16 offset)
1900 {
1901         struct bpf_kfunc_btf kf_btf = { .offset = offset };
1902         struct bpf_kfunc_btf_tab *tab;
1903         struct bpf_kfunc_btf *b;
1904         struct module *mod;
1905         struct btf *btf;
1906         int btf_fd;
1907
1908         tab = env->prog->aux->kfunc_btf_tab;
1909         b = bsearch(&kf_btf, tab->descs, tab->nr_descs,
1910                     sizeof(tab->descs[0]), kfunc_btf_cmp_by_off);
1911         if (!b) {
1912                 if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_BTFS) {
1913                         verbose(env, "too many different module BTFs\n");
1914                         return ERR_PTR(-E2BIG);
1915                 }
1916
1917                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
1918                         verbose(env, "kfunc offset > 0 without fd_array is invalid\n");
1919                         return ERR_PTR(-EPROTO);
1920                 }
1921
1922                 if (copy_from_bpfptr_offset(&btf_fd, env->fd_array,
1923                                             offset * sizeof(btf_fd),
1924                                             sizeof(btf_fd)))
1925                         return ERR_PTR(-EFAULT);
1926
1927                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
1928                 if (IS_ERR(btf)) {
1929                         verbose(env, "invalid module BTF fd specified\n");
1930                         return btf;
1931                 }
1932
1933                 if (!btf_is_module(btf)) {
1934                         verbose(env, "BTF fd for kfunc is not a module BTF\n");
1935                         btf_put(btf);
1936                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1937                 }
1938
1939                 mod = btf_try_get_module(btf);
1940                 if (!mod) {
1941                         btf_put(btf);
1942                         return ERR_PTR(-ENXIO);
1943                 }
1944
1945                 b = &tab->descs[tab->nr_descs++];
1946                 b->btf = btf;
1947                 b->module = mod;
1948                 b->offset = offset;
1949
1950                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
1951                      kfunc_btf_cmp_by_off, NULL);
1952         }
1953         return b->btf;
1954 }
1955
1956 void bpf_free_kfunc_btf_tab(struct bpf_kfunc_btf_tab *tab)
1957 {
1958         if (!tab)
1959                 return;
1960
1961         while (tab->nr_descs--) {
1962                 module_put(tab->descs[tab->nr_descs].module);
1963                 btf_put(tab->descs[tab->nr_descs].btf);
1964         }
1965         kfree(tab);
1966 }
1967
1968 static struct btf *find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env, s16 offset)
1969 {
1970         if (offset) {
1971                 if (offset < 0) {
1972                         /* In the future, this can be allowed to increase limit
1973                          * of fd index into fd_array, interpreted as u16.
1974                          */
1975                         verbose(env, "negative offset disallowed for kernel module function call\n");
1976                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1977                 }
1978
1979                 return __find_kfunc_desc_btf(env, offset);
1980         }
1981         return btf_vmlinux ?: ERR_PTR(-ENOENT);
1982 }
1983
1984 static int add_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, u32 func_id, s16 offset)
1985 {
1986         const struct btf_type *func, *func_proto;
1987         struct bpf_kfunc_btf_tab *btf_tab;
1988         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
1989         struct bpf_prog_aux *prog_aux;
1990         struct bpf_kfunc_desc *desc;
1991         const char *func_name;
1992         struct btf *desc_btf;
1993         unsigned long call_imm;
1994         unsigned long addr;
1995         int err;
1996
1997         prog_aux = env->prog->aux;
1998         tab = prog_aux->kfunc_tab;
1999         btf_tab = prog_aux->kfunc_btf_tab;
2000         if (!tab) {
2001                 if (!btf_vmlinux) {
2002                         verbose(env, "calling kernel function is not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
2003                         return -ENOTSUPP;
2004                 }
2005
2006                 if (!env->prog->jit_requested) {
2007                         verbose(env, "JIT is required for calling kernel function\n");
2008                         return -ENOTSUPP;
2009                 }
2010
2011                 if (!bpf_jit_supports_kfunc_call()) {
2012                         verbose(env, "JIT does not support calling kernel function\n");
2013                         return -ENOTSUPP;
2014                 }
2015
2016                 if (!env->prog->gpl_compatible) {
2017                         verbose(env, "cannot call kernel function from non-GPL compatible program\n");
2018                         return -EINVAL;
2019                 }
2020
2021                 tab = kzalloc(sizeof(*tab), GFP_KERNEL);
2022                 if (!tab)
2023                         return -ENOMEM;
2024                 prog_aux->kfunc_tab = tab;
2025         }
2026
2027         /* func_id == 0 is always invalid, but instead of returning an error, be
2028          * conservative and wait until the code elimination pass before returning
2029          * error, so that invalid calls that get pruned out can be in BPF programs
2030          * loaded from userspace.  It is also required that offset be untouched
2031          * for such calls.
2032          */
2033         if (!func_id && !offset)
2034                 return 0;
2035
2036         if (!btf_tab && offset) {
2037                 btf_tab = kzalloc(sizeof(*btf_tab), GFP_KERNEL);
2038                 if (!btf_tab)
2039                         return -ENOMEM;
2040                 prog_aux->kfunc_btf_tab = btf_tab;
2041         }
2042
2043         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2044         if (IS_ERR(desc_btf)) {
2045                 verbose(env, "failed to find BTF for kernel function\n");
2046                 return PTR_ERR(desc_btf);
2047         }
2048
2049         if (find_kfunc_desc(env->prog, func_id, offset))
2050                 return 0;
2051
2052         if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_DESCS) {
2053                 verbose(env, "too many different kernel function calls\n");
2054                 return -E2BIG;
2055         }
2056
2057         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
2058         if (!func || !btf_type_is_func(func)) {
2059                 verbose(env, "kernel btf_id %u is not a function\n",
2060                         func_id);
2061                 return -EINVAL;
2062         }
2063         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
2064         if (!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)) {
2065                 verbose(env, "kernel function btf_id %u does not have a valid func_proto\n",
2066                         func_id);
2067                 return -EINVAL;
2068         }
2069
2070         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
2071         addr = kallsyms_lookup_name(func_name);
2072         if (!addr) {
2073                 verbose(env, "cannot find address for kernel function %s\n",
2074                         func_name);
2075                 return -EINVAL;
2076         }
2077
2078         call_imm = BPF_CALL_IMM(addr);
2079         /* Check whether or not the relative offset overflows desc->imm */
2080         if ((unsigned long)(s32)call_imm != call_imm) {
2081                 verbose(env, "address of kernel function %s is out of range\n",
2082                         func_name);
2083                 return -EINVAL;
2084         }
2085
2086         desc = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2087         desc->func_id = func_id;
2088         desc->imm = call_imm;
2089         desc->offset = offset;
2090         err = btf_distill_func_proto(&env->log, desc_btf,
2091                                      func_proto, func_name,
2092                                      &desc->func_model);
2093         if (!err)
2094                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2095                      kfunc_desc_cmp_by_id_off, NULL);
2096         return err;
2097 }
2098
2099 static int kfunc_desc_cmp_by_imm(const void *a, const void *b)
2100 {
2101         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2102         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2103
2104         if (d0->imm > d1->imm)
2105                 return 1;
2106         else if (d0->imm < d1->imm)
2107                 return -1;
2108         return 0;
2109 }
2110
2111 static void sort_kfunc_descs_by_imm(struct bpf_prog *prog)
2112 {
2113         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2114
2115         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2116         if (!tab)
2117                 return;
2118
2119         sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2120              kfunc_desc_cmp_by_imm, NULL);
2121 }
2122
2123 bool bpf_prog_has_kfunc_call(const struct bpf_prog *prog)
2124 {
2125         return !!prog->aux->kfunc_tab;
2126 }
2127
2128 const struct btf_func_model *
2129 bpf_jit_find_kfunc_model(const struct bpf_prog *prog,
2130                          const struct bpf_insn *insn)
2131 {
2132         const struct bpf_kfunc_desc desc = {
2133                 .imm = insn->imm,
2134         };
2135         const struct bpf_kfunc_desc *res;
2136         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2137
2138         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2139         res = bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2140                       sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_imm);
2141
2142         return res ? &res->func_model : NULL;
2143 }
2144
2145 static int add_subprog_and_kfunc(struct bpf_verifier_env *env)
2146 {
2147         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2148         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2149         int i, ret, insn_cnt = env->prog->len;
2150
2151         /* Add entry function. */
2152         ret = add_subprog(env, 0);
2153         if (ret)
2154                 return ret;
2155
2156         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
2157                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn) &&
2158                     !bpf_pseudo_kfunc_call(insn))
2159                         continue;
2160
2161                 if (!env->bpf_capable) {
2162                         verbose(env, "loading/calling other bpf or kernel functions are allowed for CAP_BPF and CAP_SYS_ADMIN\n");
2163                         return -EPERM;
2164                 }
2165
2166                 if (bpf_pseudo_func(insn) || bpf_pseudo_call(insn))
2167                         ret = add_subprog(env, i + insn->imm + 1);
2168                 else
2169                         ret = add_kfunc_call(env, insn->imm, insn->off);
2170
2171                 if (ret < 0)
2172                         return ret;
2173         }
2174
2175         /* Add a fake 'exit' subprog which could simplify subprog iteration
2176          * logic. 'subprog_cnt' should not be increased.
2177          */
2178         subprog[env->subprog_cnt].start = insn_cnt;
2179
2180         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
2181                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
2182                         verbose(env, "func#%d @%d\n", i, subprog[i].start);
2183
2184         return 0;
2185 }
2186
2187 static int check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
2188 {
2189         int i, subprog_start, subprog_end, off, cur_subprog = 0;
2190         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2191         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2192         int insn_cnt = env->prog->len;
2193
2194         /* now check that all jumps are within the same subprog */
2195         subprog_start = subprog[cur_subprog].start;
2196         subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2197         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
2198                 u8 code = insn[i].code;
2199
2200                 if (code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
2201                     insn[i].imm == BPF_FUNC_tail_call &&
2202                     insn[i].src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
2203                         subprog[cur_subprog].has_tail_call = true;
2204                 if (BPF_CLASS(code) == BPF_LD &&
2205                     (BPF_MODE(code) == BPF_ABS || BPF_MODE(code) == BPF_IND))
2206                         subprog[cur_subprog].has_ld_abs = true;
2207                 if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP && BPF_CLASS(code) != BPF_JMP32)
2208                         goto next;
2209                 if (BPF_OP(code) == BPF_EXIT || BPF_OP(code) == BPF_CALL)
2210                         goto next;
2211                 off = i + insn[i].off + 1;
2212                 if (off < subprog_start || off >= subprog_end) {
2213                         verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", i, off);
2214                         return -EINVAL;
2215                 }
2216 next:
2217                 if (i == subprog_end - 1) {
2218                         /* to avoid fall-through from one subprog into another
2219                          * the last insn of the subprog should be either exit
2220                          * or unconditional jump back
2221                          */
2222                         if (code != (BPF_JMP | BPF_EXIT) &&
2223                             code != (BPF_JMP | BPF_JA)) {
2224                                 verbose(env, "last insn is not an exit or jmp\n");
2225                                 return -EINVAL;
2226                         }
2227                         subprog_start = subprog_end;
2228                         cur_subprog++;
2229                         if (cur_subprog < env->subprog_cnt)
2230                                 subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2231                 }
2232         }
2233         return 0;
2234 }
2235
2236 /* Parentage chain of this register (or stack slot) should take care of all
2237  * issues like callee-saved registers, stack slot allocation time, etc.
2238  */
2239 static int mark_reg_read(struct bpf_verifier_env *env,
2240                          const struct bpf_reg_state *state,
2241                          struct bpf_reg_state *parent, u8 flag)
2242 {
2243         bool writes = parent == state->parent; /* Observe write marks */
2244         int cnt = 0;
2245
2246         while (parent) {
2247                 /* if read wasn't screened by an earlier write ... */
2248                 if (writes && state->live & REG_LIVE_WRITTEN)
2249                         break;
2250                 if (parent->live & REG_LIVE_DONE) {
2251                         verbose(env, "verifier BUG type %s var_off %lld off %d\n",
2252                                 reg_type_str(env, parent->type),
2253                                 parent->var_off.value, parent->off);
2254                         return -EFAULT;
2255                 }
2256                 /* The first condition is more likely to be true than the
2257                  * second, checked it first.
2258                  */
2259                 if ((parent->live & REG_LIVE_READ) == flag ||
2260                     parent->live & REG_LIVE_READ64)
2261                         /* The parentage chain never changes and
2262                          * this parent was already marked as LIVE_READ.
2263                          * There is no need to keep walking the chain again and
2264                          * keep re-marking all parents as LIVE_READ.
2265                          * This case happens when the same register is read
2266                          * multiple times without writes into it in-between.
2267                          * Also, if parent has the stronger REG_LIVE_READ64 set,
2268                          * then no need to set the weak REG_LIVE_READ32.
2269                          */
2270                         break;
2271                 /* ... then we depend on parent's value */
2272                 parent->live |= flag;
2273                 /* REG_LIVE_READ64 overrides REG_LIVE_READ32. */
2274                 if (flag == REG_LIVE_READ64)
2275                         parent->live &= ~REG_LIVE_READ32;
2276                 state = parent;
2277                 parent = state->parent;
2278                 writes = true;
2279                 cnt++;
2280         }
2281
2282         if (env->longest_mark_read_walk < cnt)
2283                 env->longest_mark_read_walk = cnt;
2284         return 0;
2285 }
2286
2287 /* This function is supposed to be used by the following 32-bit optimization
2288  * code only. It returns TRUE if the source or destination register operates
2289  * on 64-bit, otherwise return FALSE.
2290  */
2291 static bool is_reg64(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
2292                      u32 regno, struct bpf_reg_state *reg, enum reg_arg_type t)
2293 {
2294         u8 code, class, op;
2295
2296         code = insn->code;
2297         class = BPF_CLASS(code);
2298         op = BPF_OP(code);
2299         if (class == BPF_JMP) {
2300                 /* BPF_EXIT for "main" will reach here. Return TRUE
2301                  * conservatively.
2302                  */
2303                 if (op == BPF_EXIT)
2304                         return true;
2305                 if (op == BPF_CALL) {
2306                         /* BPF to BPF call will reach here because of marking
2307                          * caller saved clobber with DST_OP_NO_MARK for which we
2308                          * don't care the register def because they are anyway
2309                          * marked as NOT_INIT already.
2310                          */
2311                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
2312                                 return false;
2313                         /* Helper call will reach here because of arg type
2314                          * check, conservatively return TRUE.
2315                          */
2316                         if (t == SRC_OP)
2317                                 return true;
2318
2319                         return false;
2320                 }
2321         }
2322
2323         if (class == BPF_ALU64 || class == BPF_JMP ||
2324             /* BPF_END always use BPF_ALU class. */
2325             (class == BPF_ALU && op == BPF_END && insn->imm == 64))
2326                 return true;
2327
2328         if (class == BPF_ALU || class == BPF_JMP32)
2329                 return false;
2330
2331         if (class == BPF_LDX) {
2332                 if (t != SRC_OP)
2333                         return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
2334                 /* LDX source must be ptr. */
2335                 return true;
2336         }
2337
2338         if (class == BPF_STX) {
2339                 /* BPF_STX (including atomic variants) has multiple source
2340                  * operands, one of which is a ptr. Check whether the caller is
2341                  * asking about it.
2342                  */
2343                 if (t == SRC_OP && reg->type != SCALAR_VALUE)
2344                         return true;
2345                 return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
2346         }
2347
2348         if (class == BPF_LD) {
2349                 u8 mode = BPF_MODE(code);
2350
2351                 /* LD_IMM64 */
2352                 if (mode == BPF_IMM)
2353                         return true;
2354
2355                 /* Both LD_IND and LD_ABS return 32-bit data. */
2356                 if (t != SRC_OP)
2357                         return  false;
2358
2359                 /* Implicit ctx ptr. */
2360                 if (regno == BPF_REG_6)
2361                         return true;
2362
2363                 /* Explicit source could be any width. */
2364                 return true;
2365         }
2366
2367         if (class == BPF_ST)
2368                 /* The only source register for BPF_ST is a ptr. */
2369                 return true;
2370
2371         /* Conservatively return true at default. */
2372         return true;
2373 }
2374
2375 /* Return the regno defined by the insn, or -1. */
2376 static int insn_def_regno(const struct bpf_insn *insn)
2377 {
2378         switch (BPF_CLASS(insn->code)) {
2379         case BPF_JMP:
2380         case BPF_JMP32:
2381         case BPF_ST:
2382                 return -1;
2383         case BPF_STX:
2384                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
2385                     (insn->imm & BPF_FETCH)) {
2386                         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
2387                                 return BPF_REG_0;
2388                         else
2389                                 return insn->src_reg;
2390                 } else {
2391                         return -1;
2392                 }
2393         default:
2394                 return insn->dst_reg;
2395         }
2396 }
2397
2398 /* Return TRUE if INSN has defined any 32-bit value explicitly. */
2399 static bool insn_has_def32(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
2400 {
2401         int dst_reg = insn_def_regno(insn);
2402
2403         if (dst_reg == -1)
2404                 return false;
2405
2406         return !is_reg64(env, insn, dst_reg, NULL, DST_OP);
2407 }
2408
2409 static void mark_insn_zext(struct bpf_verifier_env *env,
2410                            struct bpf_reg_state *reg)
2411 {
2412         s32 def_idx = reg->subreg_def;
2413
2414         if (def_idx == DEF_NOT_SUBREG)
2415                 return;
2416
2417         env->insn_aux_data[def_idx - 1].zext_dst = true;
2418         /* The dst will be zero extended, so won't be sub-register anymore. */
2419         reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
2420 }
2421
2422 static int check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
2423                          enum reg_arg_type t)
2424 {
2425         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2426         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2427         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + env->insn_idx;
2428         struct bpf_reg_state *reg, *regs = state->regs;
2429         bool rw64;
2430
2431         if (regno >= MAX_BPF_REG) {
2432                 verbose(env, "R%d is invalid\n", regno);
2433                 return -EINVAL;
2434         }
2435
2436         mark_reg_scratched(env, regno);
2437
2438         reg = &regs[regno];
2439         rw64 = is_reg64(env, insn, regno, reg, t);
2440         if (t == SRC_OP) {
2441                 /* check whether register used as source operand can be read */
2442                 if (reg->type == NOT_INIT) {
2443                         verbose(env, "R%d !read_ok\n", regno);
2444                         return -EACCES;
2445                 }
2446                 /* We don't need to worry about FP liveness because it's read-only */
2447                 if (regno == BPF_REG_FP)
2448                         return 0;
2449
2450                 if (rw64)
2451                         mark_insn_zext(env, reg);
2452
2453                 return mark_reg_read(env, reg, reg->parent,
2454                                      rw64 ? REG_LIVE_READ64 : REG_LIVE_READ32);
2455         } else {
2456                 /* check whether register used as dest operand can be written to */
2457                 if (regno == BPF_REG_FP) {
2458                         verbose(env, "frame pointer is read only\n");
2459                         return -EACCES;
2460                 }
2461                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2462                 reg->subreg_def = rw64 ? DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
2463                 if (t == DST_OP)
2464                         mark_reg_unknown(env, regs, regno);
2465         }
2466         return 0;
2467 }
2468
2469 /* for any branch, call, exit record the history of jmps in the given state */
2470 static int push_jmp_history(struct bpf_verifier_env *env,
2471                             struct bpf_verifier_state *cur)
2472 {
2473         u32 cnt = cur->jmp_history_cnt;
2474         struct bpf_idx_pair *p;
2475
2476         cnt++;
2477         p = krealloc(cur->jmp_history, cnt * sizeof(*p), GFP_USER);
2478         if (!p)
2479                 return -ENOMEM;
2480         p[cnt - 1].idx = env->insn_idx;
2481         p[cnt - 1].prev_idx = env->prev_insn_idx;
2482         cur->jmp_history = p;
2483         cur->jmp_history_cnt = cnt;
2484         return 0;
2485 }
2486
2487 /* Backtrack one insn at a time. If idx is not at the top of recorded
2488  * history then previous instruction came from straight line execution.
2489  */
2490 static int get_prev_insn_idx(struct bpf_verifier_state *st, int i,
2491                              u32 *history)
2492 {
2493         u32 cnt = *history;
2494
2495         if (cnt && st->jmp_history[cnt - 1].idx == i) {
2496                 i = st->jmp_history[cnt - 1].prev_idx;
2497                 (*history)--;
2498         } else {
2499                 i--;
2500         }
2501         return i;
2502 }
2503
2504 static const char *disasm_kfunc_name(void *data, const struct bpf_insn *insn)
2505 {
2506         const struct btf_type *func;
2507         struct btf *desc_btf;
2508
2509         if (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
2510                 return NULL;
2511
2512         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(data, insn->off);
2513         if (IS_ERR(desc_btf))
2514                 return "<error>";
2515
2516         func = btf_type_by_id(desc_btf, insn->imm);
2517         return btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
2518 }
2519
2520 /* For given verifier state backtrack_insn() is called from the last insn to
2521  * the first insn. Its purpose is to compute a bitmask of registers and
2522  * stack slots that needs precision in the parent verifier state.
2523  */
2524 static int backtrack_insn(struct bpf_verifier_env *env, int idx,
2525                           u32 *reg_mask, u64 *stack_mask)
2526 {
2527         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
2528                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
2529                 .cb_print       = verbose,
2530                 .private_data   = env,
2531         };
2532         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + idx;
2533         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
2534         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
2535         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
2536         u32 dreg = 1u << insn->dst_reg;
2537         u32 sreg = 1u << insn->src_reg;
2538         u32 spi;
2539
2540         if (insn->code == 0)
2541                 return 0;
2542         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
2543                 verbose(env, "regs=%x stack=%llx before ", *reg_mask, *stack_mask);
2544                 verbose(env, "%d: ", idx);
2545                 print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
2546         }
2547
2548         if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
2549                 if (!(*reg_mask & dreg))
2550                         return 0;
2551                 if (opcode == BPF_MOV) {
2552                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
2553                                 /* dreg = sreg
2554                                  * dreg needs precision after this insn
2555                                  * sreg needs precision before this insn
2556                                  */
2557                                 *reg_mask &= ~dreg;
2558                                 *reg_mask |= sreg;
2559                         } else {
2560                                 /* dreg = K
2561                                  * dreg needs precision after this insn.
2562                                  * Corresponding register is already marked
2563                                  * as precise=true in this verifier state.
2564                                  * No further markings in parent are necessary
2565                                  */
2566                                 *reg_mask &= ~dreg;
2567                         }
2568                 } else {
2569                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
2570                                 /* dreg += sreg
2571                                  * both dreg and sreg need precision
2572                                  * before this insn
2573                                  */
2574                                 *reg_mask |= sreg;
2575                         } /* else dreg += K
2576                            * dreg still needs precision before this insn
2577                            */
2578                 }
2579         } else if (class == BPF_LDX) {
2580                 if (!(*reg_mask & dreg))
2581                         return 0;
2582                 *reg_mask &= ~dreg;
2583
2584                 /* scalars can only be spilled into stack w/o losing precision.
2585                  * Load from any other memory can be zero extended.
2586                  * The desire to keep that precision is already indicated
2587                  * by 'precise' mark in corresponding register of this state.
2588                  * No further tracking necessary.
2589                  */
2590                 if (insn->src_reg != BPF_REG_FP)
2591                         return 0;
2592
2593                 /* dreg = *(u64 *)[fp - off] was a fill from the stack.
2594                  * that [fp - off] slot contains scalar that needs to be
2595                  * tracked with precision
2596                  */
2597                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
2598                 if (spi >= 64) {
2599                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
2600                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
2601                         return -EFAULT;
2602                 }
2603                 *stack_mask |= 1ull << spi;
2604         } else if (class == BPF_STX || class == BPF_ST) {
2605                 if (*reg_mask & dreg)
2606                         /* stx & st shouldn't be using _scalar_ dst_reg
2607                          * to access memory. It means backtracking
2608                          * encountered a case of pointer subtraction.
2609                          */
2610                         return -ENOTSUPP;
2611                 /* scalars can only be spilled into stack */
2612                 if (insn->dst_reg != BPF_REG_FP)
2613                         return 0;
2614                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
2615                 if (spi >= 64) {
2616                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
2617                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
2618                         return -EFAULT;
2619                 }
2620                 if (!(*stack_mask & (1ull << spi)))
2621                         return 0;
2622                 *stack_mask &= ~(1ull << spi);
2623                 if (class == BPF_STX)
2624                         *reg_mask |= sreg;
2625         } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
2626                 if (opcode == BPF_CALL) {
2627                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
2628                                 return -ENOTSUPP;
2629                         /* regular helper call sets R0 */
2630                         *reg_mask &= ~1;
2631                         if (*reg_mask & 0x3f) {
2632                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
2633                                  * they should have been found already.
2634                                  */
2635                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", *reg_mask);
2636                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
2637                                 return -EFAULT;
2638                         }
2639                 } else if (opcode == BPF_EXIT) {
2640                         return -ENOTSUPP;
2641                 }
2642         } else if (class == BPF_LD) {
2643                 if (!(*reg_mask & dreg))
2644                         return 0;
2645                 *reg_mask &= ~dreg;
2646                 /* It's ld_imm64 or ld_abs or ld_ind.
2647                  * For ld_imm64 no further tracking of precision
2648                  * into parent is necessary
2649                  */
2650                 if (mode == BPF_IND || mode == BPF_ABS)
2651                         /* to be analyzed */
2652                         return -ENOTSUPP;
2653         }
2654         return 0;
2655 }
2656
2657 /* the scalar precision tracking algorithm:
2658  * . at the start all registers have precise=false.
2659  * . scalar ranges are tracked as normal through alu and jmp insns.
2660  * . once precise value of the scalar register is used in:
2661  *   .  ptr + scalar alu
2662  *   . if (scalar cond K|scalar)
2663  *   .  helper_call(.., scalar, ...) where ARG_CONST is expected
2664  *   backtrack through the verifier states and mark all registers and
2665  *   stack slots with spilled constants that these scalar regisers
2666  *   should be precise.
2667  * . during state pruning two registers (or spilled stack slots)
2668  *   are equivalent if both are not precise.
2669  *
2670  * Note the verifier cannot simply walk register parentage chain,
2671  * since many different registers and stack slots could have been
2672  * used to compute single precise scalar.
2673  *
2674  * The approach of starting with precise=true for all registers and then
2675  * backtrack to mark a register as not precise when the verifier detects
2676  * that program doesn't care about specific value (e.g., when helper
2677  * takes register as ARG_ANYTHING parameter) is not safe.
2678  *
2679  * It's ok to walk single parentage chain of the verifier states.
2680  * It's possible that this backtracking will go all the way till 1st insn.
2681  * All other branches will be explored for needing precision later.
2682  *
2683  * The backtracking needs to deal with cases like:
2684  *   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)
2685  * r9 -= r8
2686  * r5 = r9
2687  * if r5 > 0x79f goto pc+7
2688  *    R5_w=inv(id=0,umax_value=1951,var_off=(0x0; 0x7ff))
2689  * r5 += 1
2690  * ...
2691  * call bpf_perf_event_output#25
2692  *   where .arg5_type = ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO
2693  *
2694  * and this case:
2695  * r6 = 1
2696  * call foo // uses callee's r6 inside to compute r0
2697  * r0 += r6
2698  * if r0 == 0 goto
2699  *
2700  * to track above reg_mask/stack_mask needs to be independent for each frame.
2701  *
2702  * Also if parent's curframe > frame where backtracking started,
2703  * the verifier need to mark registers in both frames, otherwise callees
2704  * may incorrectly prune callers. This is similar to
2705  * commit 7640ead93924 ("bpf: verifier: make sure callees don't prune with caller differences")
2706  *
2707  * For now backtracking falls back into conservative marking.
2708  */
2709 static void mark_all_scalars_precise(struct bpf_verifier_env *env,
2710                                      struct bpf_verifier_state *st)
2711 {
2712         struct bpf_func_state *func;
2713         struct bpf_reg_state *reg;
2714         int i, j;
2715
2716         /* big hammer: mark all scalars precise in this path.
2717          * pop_stack may still get !precise scalars.
2718          */
2719         for (; st; st = st->parent)
2720                 for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
2721                         func = st->frame[i];
2722                         for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
2723                                 reg = &func->regs[j];
2724                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
2725                                         continue;
2726                                 reg->precise = true;
2727                         }
2728                         for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
2729                                 if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
2730                                         continue;
2731                                 reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
2732                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
2733                                         continue;
2734                                 reg->precise = true;
2735                         }
2736                 }
2737 }
2738
2739 static int __mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
2740                                   int spi)
2741 {
2742         struct bpf_verifier_state *st = env->cur_state;
2743         int first_idx = st->first_insn_idx;
2744         int last_idx = env->insn_idx;
2745         struct bpf_func_state *func;
2746         struct bpf_reg_state *reg;
2747         u32 reg_mask = regno >= 0 ? 1u << regno : 0;
2748         u64 stack_mask = spi >= 0 ? 1ull << spi : 0;
2749         bool skip_first = true;
2750         bool new_marks = false;
2751         int i, err;
2752
2753         if (!env->bpf_capable)
2754                 return 0;
2755
2756         func = st->frame[st->curframe];
2757         if (regno >= 0) {
2758                 reg = &func->regs[regno];
2759                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2760                         WARN_ONCE(1, "backtracing misuse");
2761                         return -EFAULT;
2762                 }
2763                 if (!reg->precise)
2764                         new_marks = true;
2765                 else
2766                         reg_mask = 0;
2767                 reg->precise = true;
2768         }
2769
2770         while (spi >= 0) {
2771                 if (!is_spilled_reg(&func->stack[spi])) {
2772                         stack_mask = 0;
2773                         break;
2774                 }
2775                 reg = &func->stack[spi].spilled_ptr;
2776                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2777                         stack_mask = 0;
2778                         break;
2779                 }
2780                 if (!reg->precise)
2781                         new_marks = true;
2782                 else
2783                         stack_mask = 0;
2784                 reg->precise = true;
2785                 break;
2786         }
2787
2788         if (!new_marks)
2789                 return 0;
2790         if (!reg_mask && !stack_mask)
2791                 return 0;
2792         for (;;) {
2793                 DECLARE_BITMAP(mask, 64);
2794                 u32 history = st->jmp_history_cnt;
2795
2796                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
2797                         verbose(env, "last_idx %d first_idx %d\n", last_idx, first_idx);
2798                 for (i = last_idx;;) {
2799                         if (skip_first) {
2800                                 err = 0;
2801                                 skip_first = false;
2802                         } else {
2803                                 err = backtrack_insn(env, i, &reg_mask, &stack_mask);
2804                         }
2805                         if (err == -ENOTSUPP) {
2806                                 mark_all_scalars_precise(env, st);
2807                                 return 0;
2808                         } else if (err) {
2809                                 return err;
2810                         }
2811                         if (!reg_mask && !stack_mask)
2812                                 /* Found assignment(s) into tracked register in this state.
2813                                  * Since this state is already marked, just return.
2814                                  * Nothing to be tracked further in the parent state.
2815                                  */
2816                                 return 0;
2817                         if (i == first_idx)
2818                                 break;
2819                         i = get_prev_insn_idx(st, i, &history);
2820                         if (i >= env->prog->len) {
2821                                 /* This can happen if backtracking reached insn 0
2822                                  * and there are still reg_mask or stack_mask
2823                                  * to backtrack.
2824                                  * It means the backtracking missed the spot where
2825                                  * particular register was initialized with a constant.
2826                                  */
2827                                 verbose(env, "BUG backtracking idx %d\n", i);
2828                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
2829                                 return -EFAULT;
2830                         }
2831                 }
2832                 st = st->parent;
2833                 if (!st)
2834                         break;
2835
2836                 new_marks = false;
2837                 func = st->frame[st->curframe];
2838                 bitmap_from_u64(mask, reg_mask);
2839                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
2840                         reg = &func->regs[i];
2841                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2842                                 reg_mask &= ~(1u << i);
2843                                 continue;
2844                         }
2845                         if (!reg->precise)
2846                                 new_marks = true;
2847                         reg->precise = true;
2848                 }
2849
2850                 bitmap_from_u64(mask, stack_mask);
2851                 for_each_set_bit(i, mask, 64) {
2852                         if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE) {
2853                                 /* the sequence of instructions:
2854                                  * 2: (bf) r3 = r10
2855                                  * 3: (7b) *(u64 *)(r3 -8) = r0
2856                                  * 4: (79) r4 = *(u64 *)(r10 -8)
2857                                  * doesn't contain jmps. It's backtracked
2858                                  * as a single block.
2859                                  * During backtracking insn 3 is not recognized as
2860                                  * stack access, so at the end of backtracking
2861                                  * stack slot fp-8 is still marked in stack_mask.
2862                                  * However the parent state may not have accessed
2863                                  * fp-8 and it's "unallocated" stack space.
2864                                  * In such case fallback to conservative.
2865                                  */
2866                                 mark_all_scalars_precise(env, st);
2867                                 return 0;
2868                         }
2869
2870                         if (!is_spilled_reg(&func->stack[i])) {
2871                                 stack_mask &= ~(1ull << i);
2872                                 continue;
2873                         }
2874                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
2875                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2876                                 stack_mask &= ~(1ull << i);
2877                                 continue;
2878                         }
2879                         if (!reg->precise)
2880                                 new_marks = true;
2881                         reg->precise = true;
2882                 }
2883                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
2884                         verbose(env, "parent %s regs=%x stack=%llx marks:",
2885                                 new_marks ? "didn't have" : "already had",
2886                                 reg_mask, stack_mask);
2887                         print_verifier_state(env, func, true);
2888                 }
2889
2890                 if (!reg_mask && !stack_mask)
2891                         break;
2892                 if (!new_marks)
2893                         break;
2894
2895                 last_idx = st->last_insn_idx;
2896                 first_idx = st->first_insn_idx;
2897         }
2898         return 0;
2899 }
2900
2901 static int mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2902 {
2903         return __mark_chain_precision(env, regno, -1);
2904 }
2905
2906 static int mark_chain_precision_stack(struct bpf_verifier_env *env, int spi)
2907 {
2908         return __mark_chain_precision(env, -1, spi);
2909 }
2910
2911 static bool is_spillable_regtype(enum bpf_reg_type type)
2912 {
2913         switch (base_type(type)) {
2914         case PTR_TO_MAP_VALUE:
2915         case PTR_TO_STACK:
2916         case PTR_TO_CTX:
2917         case PTR_TO_PACKET:
2918         case PTR_TO_PACKET_META:
2919         case PTR_TO_PACKET_END:
2920         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
2921         case CONST_PTR_TO_MAP:
2922         case PTR_TO_SOCKET:
2923         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
2924         case PTR_TO_TCP_SOCK:
2925         case PTR_TO_XDP_SOCK:
2926         case PTR_TO_BTF_ID:
2927         case PTR_TO_BUF:
2928         case PTR_TO_MEM:
2929         case PTR_TO_FUNC:
2930         case PTR_TO_MAP_KEY:
2931                 return true;
2932         default:
2933                 return false;
2934         }
2935 }
2936
2937 /* Does this register contain a constant zero? */
2938 static bool register_is_null(struct bpf_reg_state *reg)
2939 {
2940         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
2941 }
2942
2943 static bool register_is_const(struct bpf_reg_state *reg)
2944 {
2945         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off);
2946 }
2947
2948 static bool __is_scalar_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2949 {
2950         return tnum_is_unknown(reg->var_off) &&
2951                reg->smin_value == S64_MIN && reg->smax_value == S64_MAX &&
2952                reg->umin_value == 0 && reg->umax_value == U64_MAX &&
2953                reg->s32_min_value == S32_MIN && reg->s32_max_value == S32_MAX &&
2954                reg->u32_min_value == 0 && reg->u32_max_value == U32_MAX;
2955 }
2956
2957 static bool register_is_bounded(struct bpf_reg_state *reg)
2958 {
2959         return reg->type == SCALAR_VALUE && !__is_scalar_unbounded(reg);
2960 }
2961
2962 static bool __is_pointer_value(bool allow_ptr_leaks,
2963                                const struct bpf_reg_state *reg)
2964 {
2965         if (allow_ptr_leaks)
2966                 return false;
2967
2968         return reg->type != SCALAR_VALUE;
2969 }
2970
2971 static void save_register_state(struct bpf_func_state *state,
2972                                 int spi, struct bpf_reg_state *reg,
2973                                 int size)
2974 {
2975         int i;
2976
2977         state->stack[spi].spilled_ptr = *reg;
2978         if (size == BPF_REG_SIZE)
2979                 state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2980
2981         for (i = BPF_REG_SIZE; i > BPF_REG_SIZE - size; i--)
2982                 state->stack[spi].slot_type[i - 1] = STACK_SPILL;
2983
2984         /* size < 8 bytes spill */
2985         for (; i; i--)
2986                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i - 1]);
2987 }
2988
2989 /* check_stack_{read,write}_fixed_off functions track spill/fill of registers,
2990  * stack boundary and alignment are checked in check_mem_access()
2991  */
2992 static int check_stack_write_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
2993                                        /* stack frame we're writing to */
2994                                        struct bpf_func_state *state,
2995                                        int off, int size, int value_regno,
2996                                        int insn_idx)
2997 {
2998         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
2999         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE, err;
3000         u32 dst_reg = env->prog->insnsi[insn_idx].dst_reg;
3001         struct bpf_reg_state *reg = NULL;
3002
3003         err = grow_stack_state(state, round_up(slot + 1, BPF_REG_SIZE));
3004         if (err)
3005                 return err;
3006         /* caller checked that off % size == 0 and -MAX_BPF_STACK <= off < 0,
3007          * so it's aligned access and [off, off + size) are within stack limits
3008          */
3009         if (!env->allow_ptr_leaks &&
3010             state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
3011             size != BPF_REG_SIZE) {
3012                 verbose(env, "attempt to corrupt spilled pointer on stack\n");
3013                 return -EACCES;
3014         }
3015
3016         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
3017         if (value_regno >= 0)
3018                 reg = &cur->regs[value_regno];
3019         if (!env->bypass_spec_v4) {
3020                 bool sanitize = reg && is_spillable_regtype(reg->type);
3021
3022                 for (i = 0; i < size; i++) {
3023                         if (state->stack[spi].slot_type[i] == STACK_INVALID) {
3024                                 sanitize = true;
3025                                 break;
3026                         }
3027                 }
3028
3029                 if (sanitize)
3030                         env->insn_aux_data[insn_idx].sanitize_stack_spill = true;
3031         }
3032
3033         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
3034         if (reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && register_is_bounded(reg) &&
3035             !register_is_null(reg) && env->bpf_capable) {
3036                 if (dst_reg != BPF_REG_FP) {
3037                         /* The backtracking logic can only recognize explicit
3038                          * stack slot address like [fp - 8]. Other spill of
3039                          * scalar via different register has to be conservative.
3040                          * Backtrack from here and mark all registers as precise
3041                          * that contributed into 'reg' being a constant.
3042                          */
3043                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
3044                         if (err)
3045                                 return err;
3046                 }
3047                 save_register_state(state, spi, reg, size);
3048         } else if (reg && is_spillable_regtype(reg->type)) {
3049                 /* register containing pointer is being spilled into stack */
3050                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
3051                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
3052                         verbose(env, "invalid size of register spill\n");
3053                         return -EACCES;
3054                 }
3055                 if (state != cur && reg->type == PTR_TO_STACK) {
3056                         verbose(env, "cannot spill pointers to stack into stack frame of the caller\n");
3057                         return -EINVAL;
3058                 }
3059                 save_register_state(state, spi, reg, size);
3060         } else {
3061                 u8 type = STACK_MISC;
3062
3063                 /* regular write of data into stack destroys any spilled ptr */
3064                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
3065                 /* Mark slots as STACK_MISC if they belonged to spilled ptr. */
3066                 if (is_spilled_reg(&state->stack[spi]))
3067                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
3068                                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i]);
3069
3070                 /* only mark the slot as written if all 8 bytes were written
3071                  * otherwise read propagation may incorrectly stop too soon
3072                  * when stack slots are partially written.
3073                  * This heuristic means that read propagation will be
3074                  * conservative, since it will add reg_live_read marks
3075                  * to stack slots all the way to first state when programs
3076                  * writes+reads less than 8 bytes
3077                  */
3078                 if (size == BPF_REG_SIZE)
3079                         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3080
3081                 /* when we zero initialize stack slots mark them as such */
3082                 if (reg && register_is_null(reg)) {
3083                         /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
3084                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
3085                         if (err)
3086                                 return err;
3087                         type = STACK_ZERO;
3088                 }
3089
3090                 /* Mark slots affected by this stack write. */
3091                 for (i = 0; i < size; i++)
3092                         state->stack[spi].slot_type[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] =
3093                                 type;
3094         }
3095         return 0;
3096 }
3097
3098 /* Write the stack: 'stack[ptr_regno + off] = value_regno'. 'ptr_regno' is
3099  * known to contain a variable offset.
3100  * This function checks whether the write is permitted and conservatively
3101  * tracks the effects of the write, considering that each stack slot in the
3102  * dynamic range is potentially written to.
3103  *
3104  * 'off' includes 'regno->off'.
3105  * 'value_regno' can be -1, meaning that an unknown value is being written to
3106  * the stack.
3107  *
3108  * Spilled pointers in range are not marked as written because we don't know
3109  * what's going to be actually written. This means that read propagation for
3110  * future reads cannot be terminated by this write.
3111  *
3112  * For privileged programs, uninitialized stack slots are considered
3113  * initialized by this write (even though we don't know exactly what offsets
3114  * are going to be written to). The idea is that we don't want the verifier to
3115  * reject future reads that access slots written to through variable offsets.
3116  */
3117 static int check_stack_write_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
3118                                      /* func where register points to */
3119                                      struct bpf_func_state *state,
3120                                      int ptr_regno, int off, int size,
3121                                      int value_regno, int insn_idx)
3122 {
3123         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
3124         int min_off, max_off;
3125         int i, err;
3126         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, *value_reg = NULL;
3127         bool writing_zero = false;
3128         /* set if the fact that we're writing a zero is used to let any
3129          * stack slots remain STACK_ZERO
3130          */
3131         bool zero_used = false;
3132
3133         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
3134         ptr_reg = &cur->regs[ptr_regno];
3135         min_off = ptr_reg->smin_value + off;
3136         max_off = ptr_reg->smax_value + off + size;
3137         if (value_regno >= 0)
3138                 value_reg = &cur->regs[value_regno];
3139         if (value_reg && register_is_null(value_reg))
3140                 writing_zero = true;
3141
3142         err = grow_stack_state(state, round_up(-min_off, BPF_REG_SIZE));
3143         if (err)
3144                 return err;
3145
3146
3147         /* Variable offset writes destroy any spilled pointers in range. */
3148         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
3149                 u8 new_type, *stype;
3150                 int slot, spi;
3151
3152                 slot = -i - 1;
3153                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
3154                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
3155                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
3156
3157                 if (!env->allow_ptr_leaks
3158                                 && *stype != NOT_INIT
3159                                 && *stype != SCALAR_VALUE) {
3160                         /* Reject the write if there's are spilled pointers in
3161                          * range. If we didn't reject here, the ptr status
3162                          * would be erased below (even though not all slots are
3163                          * actually overwritten), possibly opening the door to
3164                          * leaks.
3165                          */
3166                         verbose(env, "spilled ptr in range of var-offset stack write; insn %d, ptr off: %d",
3167                                 insn_idx, i);
3168                         return -EINVAL;
3169                 }
3170
3171                 /* Erase all spilled pointers. */
3172                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
3173
3174                 /* Update the slot type. */
3175                 new_type = STACK_MISC;
3176                 if (writing_zero && *stype == STACK_ZERO) {
3177                         new_type = STACK_ZERO;
3178                         zero_used = true;
3179                 }
3180                 /* If the slot is STACK_INVALID, we check whether it's OK to
3181                  * pretend that it will be initialized by this write. The slot
3182                  * might not actually be written to, and so if we mark it as
3183                  * initialized future reads might leak uninitialized memory.
3184                  * For privileged programs, we will accept such reads to slots
3185                  * that may or may not be written because, if we're reject
3186                  * them, the error would be too confusing.
3187                  */
3188                 if (*stype == STACK_INVALID && !env->allow_uninit_stack) {
3189                         verbose(env, "uninit stack in range of var-offset write prohibited for !root; insn %d, off: %d",
3190                                         insn_idx, i);
3191                         return -EINVAL;
3192                 }
3193                 *stype = new_type;
3194         }
3195         if (zero_used) {
3196                 /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
3197                 err = mark_chain_precision(env, value_regno);
3198                 if (err)
3199                         return err;
3200         }
3201         return 0;
3202 }
3203
3204 /* When register 'dst_regno' is assigned some values from stack[min_off,
3205  * max_off), we set the register's type according to the types of the
3206  * respective stack slots. If all the stack values are known to be zeros, then
3207  * so is the destination reg. Otherwise, the register is considered to be
3208  * SCALAR. This function does not deal with register filling; the caller must
3209  * ensure that all spilled registers in the stack range have been marked as
3210  * read.
3211  */
3212 static void mark_reg_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
3213                                 /* func where src register points to */
3214                                 struct bpf_func_state *ptr_state,
3215                                 int min_off, int max_off, int dst_regno)
3216 {
3217         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3218         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3219         int i, slot, spi;
3220         u8 *stype;
3221         int zeros = 0;
3222
3223         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
3224                 slot = -i - 1;
3225                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
3226                 stype = ptr_state->stack[spi].slot_type;
3227                 if (stype[slot % BPF_REG_SIZE] != STACK_ZERO)
3228                         break;
3229                 zeros++;
3230         }
3231         if (zeros == max_off - min_off) {
3232                 /* any access_size read into register is zero extended,
3233                  * so the whole register == const_zero
3234                  */
3235                 __mark_reg_const_zero(&state->regs[dst_regno]);
3236                 /* backtracking doesn't support STACK_ZERO yet,
3237                  * so mark it precise here, so that later
3238                  * backtracking can stop here.
3239                  * Backtracking may not need this if this register
3240                  * doesn't participate in pointer adjustment.
3241                  * Forward propagation of precise flag is not
3242                  * necessary either. This mark is only to stop
3243                  * backtracking. Any register that contributed
3244                  * to const 0 was marked precise before spill.
3245                  */
3246                 state->regs[dst_regno].precise = true;
3247         } else {
3248                 /* have read misc data from the stack */
3249                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
3250         }
3251         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3252 }
3253
3254 /* Read the stack at 'off' and put the results into the register indicated by
3255  * 'dst_regno'. It handles reg filling if the addressed stack slot is a
3256  * spilled reg.
3257  *
3258  * 'dst_regno' can be -1, meaning that the read value is not going to a
3259  * register.
3260  *
3261  * The access is assumed to be within the current stack bounds.
3262  */
3263 static int check_stack_read_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
3264                                       /* func where src register points to */
3265                                       struct bpf_func_state *reg_state,
3266                                       int off, int size, int dst_regno)
3267 {
3268         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3269         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3270         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE;
3271         struct bpf_reg_state *reg;
3272         u8 *stype, type;
3273
3274         stype = reg_state->stack[spi].slot_type;
3275         reg = &reg_state->stack[spi].spilled_ptr;
3276
3277         if (is_spilled_reg(&reg_state->stack[spi])) {
3278                 u8 spill_size = 1;
3279
3280                 for (i = BPF_REG_SIZE - 1; i > 0 && stype[i - 1] == STACK_SPILL; i--)
3281                         spill_size++;
3282
3283                 if (size != BPF_REG_SIZE || spill_size != BPF_REG_SIZE) {
3284                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
3285                                 verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
3286                                 verbose(env, "invalid size of register fill\n");
3287                                 return -EACCES;
3288                         }
3289
3290                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
3291                         if (dst_regno < 0)
3292                                 return 0;
3293
3294                         if (!(off % BPF_REG_SIZE) && size == spill_size) {
3295                                 /* The earlier check_reg_arg() has decided the
3296                                  * subreg_def for this insn.  Save it first.
3297                                  */
3298                                 s32 subreg_def = state->regs[dst_regno].subreg_def;
3299
3300                                 state->regs[dst_regno] = *reg;
3301                                 state->regs[dst_regno].subreg_def = subreg_def;
3302                         } else {
3303                                 for (i = 0; i < size; i++) {
3304                                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
3305                                         if (type == STACK_SPILL)
3306                                                 continue;
3307                                         if (type == STACK_MISC)
3308                                                 continue;
3309                                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
3310                                                 off, i, size);
3311                                         return -EACCES;
3312                                 }
3313                                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
3314                         }
3315                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3316                         return 0;
3317                 }
3318
3319                 if (dst_regno >= 0) {
3320                         /* restore register state from stack */
3321                         state->regs[dst_regno] = *reg;
3322                         /* mark reg as written since spilled pointer state likely
3323                          * has its liveness marks cleared by is_state_visited()
3324                          * which resets stack/reg liveness for state transitions
3325                          */
3326                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3327                 } else if (__is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg)) {
3328                         /* If dst_regno==-1, the caller is asking us whether
3329                          * it is acceptable to use this value as a SCALAR_VALUE
3330                          * (e.g. for XADD).
3331                          * We must not allow unprivileged callers to do that
3332                          * with spilled pointers.
3333                          */
3334                         verbose(env, "leaking pointer from stack off %d\n",
3335                                 off);
3336                         return -EACCES;
3337                 }
3338                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
3339         } else {
3340                 for (i = 0; i < size; i++) {
3341                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
3342                         if (type == STACK_MISC)
3343                                 continue;
3344                         if (type == STACK_ZERO)
3345                                 continue;
3346                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
3347                                 off, i, size);
3348                         return -EACCES;
3349                 }
3350                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
3351                 if (dst_regno >= 0)
3352                         mark_reg_stack_read(env, reg_state, off, off + size, dst_regno);
3353         }
3354         return 0;
3355 }
3356
3357 enum bpf_access_src {
3358         ACCESS_DIRECT = 1,  /* the access is performed by an instruction */
3359         ACCESS_HELPER = 2,  /* the access is performed by a helper */
3360 };
3361
3362 static int check_stack_range_initialized(struct bpf_verifier_env *env,
3363                                          int regno, int off, int access_size,
3364                                          bool zero_size_allowed,
3365                                          enum bpf_access_src type,
3366                                          struct bpf_call_arg_meta *meta);
3367
3368 static struct bpf_reg_state *reg_state(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
3369 {
3370         return cur_regs(env) + regno;
3371 }
3372
3373 /* Read the stack at 'ptr_regno + off' and put the result into the register
3374  * 'dst_regno'.
3375  * 'off' includes the pointer register's fixed offset(i.e. 'ptr_regno.off'),
3376  * but not its variable offset.
3377  * 'size' is assumed to be <= reg size and the access is assumed to be aligned.
3378  *
3379  * As opposed to check_stack_read_fixed_off, this function doesn't deal with
3380  * filling registers (i.e. reads of spilled register cannot be detected when
3381  * the offset is not fixed). We conservatively mark 'dst_regno' as containing
3382  * SCALAR_VALUE. That's why we assert that the 'ptr_regno' has a variable
3383  * offset; for a fixed offset check_stack_read_fixed_off should be used
3384  * instead.
3385  */
3386 static int check_stack_read_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
3387                                     int ptr_regno, int off, int size, int dst_regno)
3388 {
3389         /* The state of the source register. */
3390         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
3391         struct bpf_func_state *ptr_state = func(env, reg);
3392         int err;
3393         int min_off, max_off;
3394
3395         /* Note that we pass a NULL meta, so raw access will not be permitted.
3396          */
3397         err = check_stack_range_initialized(env, ptr_regno, off, size,
3398                                             false, ACCESS_DIRECT, NULL);
3399         if (err)
3400                 return err;
3401
3402         min_off = reg->smin_value + off;
3403         max_off = reg->smax_value + off;
3404         mark_reg_stack_read(env, ptr_state, min_off, max_off + size, dst_regno);
3405         return 0;
3406 }
3407
3408 /* check_stack_read dispatches to check_stack_read_fixed_off or
3409  * check_stack_read_var_off.
3410  *
3411  * The caller must ensure that the offset falls within the allocated stack
3412  * bounds.
3413  *
3414  * 'dst_regno' is a register which will receive the value from the stack. It
3415  * can be -1, meaning that the read value is not going to a register.
3416  */
3417 static int check_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
3418                             int ptr_regno, int off, int size,
3419                             int dst_regno)
3420 {
3421         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
3422         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
3423         int err;
3424         /* Some accesses are only permitted with a static offset. */
3425         bool var_off = !tnum_is_const(reg->var_off);
3426
3427         /* The offset is required to be static when reads don't go to a
3428          * register, in order to not leak pointers (see
3429          * check_stack_read_fixed_off).
3430          */
3431         if (dst_regno < 0 && var_off) {
3432                 char tn_buf[48];
3433
3434                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3435                 verbose(env, "variable offset stack pointer cannot be passed into helper function; var_off=%s off=%d size=%d\n",
3436                         tn_buf, off, size);
3437                 return -EACCES;
3438         }
3439         /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity
3440          * since it requires corresponding support in Spectre masking for stack
3441          * ALU. See also retrieve_ptr_limit().
3442          */
3443         if (!env->bypass_spec_v1 && var_off) {
3444                 char tn_buf[48];
3445
3446                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3447                 verbose(env, "R%d variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
3448                                 ptr_regno, tn_buf);
3449                 return -EACCES;
3450         }
3451
3452         if (!var_off) {
3453                 off += reg->var_off.value;
3454                 err = check_stack_read_fixed_off(env, state, off, size,
3455                                                  dst_regno);
3456         } else {
3457                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
3458                  * than fixed offset ones. Note that dst_regno >= 0 on this
3459                  * branch.
3460                  */
3461                 err = check_stack_read_var_off(env, ptr_regno, off, size,
3462                                                dst_regno);
3463         }
3464         return err;
3465 }
3466
3467
3468 /* check_stack_write dispatches to check_stack_write_fixed_off or
3469  * check_stack_write_var_off.
3470  *
3471  * 'ptr_regno' is the register used as a pointer into the stack.
3472  * 'off' includes 'ptr_regno->off', but not its variable offset (if any).
3473  * 'value_regno' is the register whose value we're writing to the stack. It can
3474  * be -1, meaning that we're not writing from a register.
3475  *
3476  * The caller must ensure that the offset falls within the maximum stack size.
3477  */
3478 static int check_stack_write(struct bpf_verifier_env *env,
3479                              int ptr_regno, int off, int size,
3480                              int value_regno, int insn_idx)
3481 {
3482         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
3483         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
3484         int err;
3485
3486         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
3487                 off += reg->var_off.value;
3488                 err = check_stack_write_fixed_off(env, state, off, size,
3489                                                   value_regno, insn_idx);
3490         } else {
3491                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
3492                  * than fixed offset ones.
3493                  */
3494                 err = check_stack_write_var_off(env, state,
3495                                                 ptr_regno, off, size,
3496                                                 value_regno, insn_idx);
3497         }
3498         return err;
3499 }
3500
3501 static int check_map_access_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3502                                  int off, int size, enum bpf_access_type type)
3503 {
3504         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
3505         struct bpf_map *map = regs[regno].map_ptr;
3506         u32 cap = bpf_map_flags_to_cap(map);
3507
3508         if (type == BPF_WRITE && !(cap & BPF_MAP_CAN_WRITE)) {
3509                 verbose(env, "write into map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
3510                         map->value_size, off, size);
3511                 return -EACCES;
3512         }
3513
3514         if (type == BPF_READ && !(cap & BPF_MAP_CAN_READ)) {
3515                 verbose(env, "read from map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
3516                         map->value_size, off, size);
3517                 return -EACCES;
3518         }
3519
3520         return 0;
3521 }
3522
3523 /* check read/write into memory region (e.g., map value, ringbuf sample, etc) */
3524 static int __check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
3525                               int off, int size, u32 mem_size,
3526                               bool zero_size_allowed)
3527 {
3528         bool size_ok = size > 0 || (size == 0 && zero_size_allowed);
3529         struct bpf_reg_state *reg;
3530
3531         if (off >= 0 && size_ok && (u64)off + size <= mem_size)
3532                 return 0;
3533
3534         reg = &cur_regs(env)[regno];
3535         switch (reg->type) {
3536         case PTR_TO_MAP_KEY:
3537                 verbose(env, "invalid access to map key, key_size=%d off=%d size=%d\n",
3538                         mem_size, off, size);
3539                 break;
3540         case PTR_TO_MAP_VALUE:
3541                 verbose(env, "invalid access to map value, value_size=%d off=%d size=%d\n",
3542                         mem_size, off, size);
3543                 break;
3544         case PTR_TO_PACKET:
3545         case PTR_TO_PACKET_META:
3546         case PTR_TO_PACKET_END:
3547                 verbose(env, "invalid access to packet, off=%d size=%d, R%d(id=%d,off=%d,r=%d)\n",
3548                         off, size, regno, reg->id, off, mem_size);
3549                 break;
3550         case PTR_TO_MEM:
3551         default:
3552                 verbose(env, "invalid access to memory, mem_size=%u off=%d size=%d\n",
3553                         mem_size, off, size);
3554         }
3555
3556         return -EACCES;
3557 }
3558
3559 /* check read/write into a memory region with possible variable offset */
3560 static int check_mem_region_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3561                                    int off, int size, u32 mem_size,
3562                                    bool zero_size_allowed)
3563 {
3564         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3565         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3566         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
3567         int err;
3568
3569         /* We may have adjusted the register pointing to memory region, so we
3570          * need to try adding each of min_value and max_value to off
3571          * to make sure our theoretical access will be safe.
3572          *
3573          * The minimum value is only important with signed
3574          * comparisons where we can't assume the floor of a
3575          * value is 0.  If we are using signed variables for our
3576          * index'es we need to make sure that whatever we use
3577          * will have a set floor within our range.
3578          */
3579         if (reg->smin_value < 0 &&
3580             (reg->smin_value == S64_MIN ||
3581              (off + reg->smin_value != (s64)(s32)(off + reg->smin_value)) ||
3582               reg->smin_value + off < 0)) {
3583                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
3584                         regno);
3585                 return -EACCES;
3586         }
3587         err = __check_mem_access(env, regno, reg->smin_value + off, size,
3588                                  mem_size, zero_size_allowed);
3589         if (err) {
3590                 verbose(env, "R%d min value is outside of the allowed memory range\n",
3591                         regno);
3592                 return err;
3593         }
3594
3595         /* If we haven't set a max value then we need to bail since we can't be
3596          * sure we won't do bad things.
3597          * If reg->umax_value + off could overflow, treat that as unbounded too.
3598          */
3599         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
3600                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, make sure to bounds check any such access\n",
3601                         regno);
3602                 return -EACCES;
3603         }
3604         err = __check_mem_access(env, regno, reg->umax_value + off, size,
3605                                  mem_size, zero_size_allowed);
3606         if (err) {
3607                 verbose(env, "R%d max value is outside of the allowed memory range\n",
3608                         regno);
3609                 return err;
3610         }
3611
3612         return 0;
3613 }
3614
3615 static int __check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
3616                                const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
3617                                bool fixed_off_ok)
3618 {
3619         /* Access to this pointer-typed register or passing it to a helper
3620          * is only allowed in its original, unmodified form.
3621          */
3622
3623         if (reg->off < 0) {
3624                 verbose(env, "negative offset %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
3625                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
3626                 return -EACCES;
3627         }
3628
3629         if (!fixed_off_ok && reg->off) {
3630                 verbose(env, "dereference of modified %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
3631                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
3632                 return -EACCES;
3633         }
3634
3635         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
3636                 char tn_buf[48];
3637
3638                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3639                 verbose(env, "variable %s access var_off=%s disallowed\n",
3640                         reg_type_str(env, reg->type), tn_buf);
3641                 return -EACCES;
3642         }
3643
3644         return 0;
3645 }
3646
3647 int check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
3648                       const struct bpf_reg_state *reg, int regno)
3649 {
3650         return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
3651 }
3652
3653 static int map_kptr_match_type(struct bpf_verifier_env *env,
3654                                struct bpf_map_value_off_desc *off_desc,
3655                                struct bpf_reg_state *reg, u32 regno)
3656 {
3657         const char *targ_name = kernel_type_name(off_desc->kptr.btf, off_desc->kptr.btf_id);
3658         int perm_flags = PTR_MAYBE_NULL;
3659         const char *reg_name = "";
3660
3661         /* Only unreferenced case accepts untrusted pointers */
3662         if (off_desc->type == BPF_KPTR_UNREF)
3663                 perm_flags |= PTR_UNTRUSTED;
3664
3665         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID || (type_flag(reg->type) & ~perm_flags))
3666                 goto bad_type;
3667
3668         if (!btf_is_kernel(reg->btf)) {
3669                 verbose(env, "R%d must point to kernel BTF\n", regno);
3670                 return -EINVAL;
3671         }
3672         /* We need to verify reg->type and reg->btf, before accessing reg->btf */
3673         reg_name = kernel_type_name(reg->btf, reg->btf_id);
3674
3675         /* For ref_ptr case, release function check should ensure we get one
3676          * referenced PTR_TO_BTF_ID, and that its fixed offset is 0. For the
3677          * normal store of unreferenced kptr, we must ensure var_off is zero.
3678          * Since ref_ptr cannot be accessed directly by BPF insns, checks for
3679          * reg->off and reg->ref_obj_id are not needed here.
3680          */
3681         if (__check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true))
3682                 return -EACCES;
3683
3684         /* A full type match is needed, as BTF can be vmlinux or module BTF, and
3685          * we also need to take into account the reg->off.
3686          *
3687          * We want to support cases like:
3688          *
3689          * struct foo {
3690          *         struct bar br;
3691          *         struct baz bz;
3692          * };
3693          *
3694          * struct foo *v;
3695          * v = func();        // PTR_TO_BTF_ID
3696          * val->foo = v;      // reg->off is zero, btf and btf_id match type
3697          * val->bar = &v->br; // reg->off is still zero, but we need to retry with
3698          *                    // first member type of struct after comparison fails
3699          * val->baz = &v->bz; // reg->off is non-zero, so struct needs to be walked
3700          *                    // to match type
3701          *
3702          * In the kptr_ref case, check_func_arg_reg_off already ensures reg->off
3703          * is zero. We must also ensure that btf_struct_ids_match does not walk
3704          * the struct to match type against first member of struct, i.e. reject
3705          * second case from above. Hence, when type is BPF_KPTR_REF, we set
3706          * strict mode to true for type match.
3707          */
3708         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
3709                                   off_desc->kptr.btf, off_desc->kptr.btf_id,
3710                                   off_desc->type == BPF_KPTR_REF))
3711                 goto bad_type;
3712         return 0;
3713 bad_type:
3714         verbose(env, "invalid kptr access, R%d type=%s%s ", regno,
3715                 reg_type_str(env, reg->type), reg_name);
3716         verbose(env, "expected=%s%s", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID), targ_name);
3717         if (off_desc->type == BPF_KPTR_UNREF)
3718                 verbose(env, " or %s%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED),
3719                         targ_name);
3720         else
3721                 verbose(env, "\n");
3722         return -EINVAL;
3723 }
3724
3725 static int check_map_kptr_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3726                                  int value_regno, int insn_idx,
3727                                  struct bpf_map_value_off_desc *off_desc)
3728 {
3729         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
3730         int class = BPF_CLASS(insn->code);
3731         struct bpf_reg_state *val_reg;
3732
3733         /* Things we already checked for in check_map_access and caller:
3734          *  - Reject cases where variable offset may touch kptr
3735          *  - size of access (must be BPF_DW)
3736          *  - tnum_is_const(reg->var_off)
3737          *  - off_desc->offset == off + reg->var_off.value
3738          */
3739         /* Only BPF_[LDX,STX,ST] | BPF_MEM | BPF_DW is supported */
3740         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM) {
3741                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_MEM instruction mode\n");
3742                 return -EACCES;
3743         }
3744
3745         /* We only allow loading referenced kptr, since it will be marked as
3746          * untrusted, similar to unreferenced kptr.
3747          */
3748         if (class != BPF_LDX && off_desc->type == BPF_KPTR_REF) {
3749                 verbose(env, "store to referenced kptr disallowed\n");
3750                 return -EACCES;
3751         }
3752
3753         if (class == BPF_LDX) {
3754                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
3755                 /* We can simply mark the value_regno receiving the pointer
3756                  * value from map as PTR_TO_BTF_ID, with the correct type.
3757                  */
3758                 mark_btf_ld_reg(env, cur_regs(env), value_regno, PTR_TO_BTF_ID, off_desc->kptr.btf,
3759                                 off_desc->kptr.btf_id, PTR_MAYBE_NULL | PTR_UNTRUSTED);
3760                 /* For mark_ptr_or_null_reg */
3761                 val_reg->id = ++env->id_gen;
3762         } else if (class == BPF_STX) {
3763                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
3764                 if (!register_is_null(val_reg) &&
3765                     map_kptr_match_type(env, off_desc, val_reg, value_regno))
3766                         return -EACCES;
3767         } else if (class == BPF_ST) {
3768                 if (insn->imm) {
3769                         verbose(env, "BPF_ST imm must be 0 when storing to kptr at off=%u\n",
3770                                 off_desc->offset);
3771                         return -EACCES;
3772                 }
3773         } else {
3774                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_LDX/BPF_STX/BPF_ST\n");
3775                 return -EACCES;
3776         }
3777         return 0;
3778 }
3779
3780 /* check read/write into a map element with possible variable offset */
3781 static int check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3782                             int off, int size, bool zero_size_allowed,
3783                             enum bpf_access_src src)
3784 {
3785         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3786         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3787         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
3788         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
3789         int err;
3790
3791         err = check_mem_region_access(env, regno, off, size, map->value_size,
3792                                       zero_size_allowed);
3793         if (err)
3794                 return err;
3795
3796         if (map_value_has_spin_lock(map)) {
3797                 u32 lock = map->spin_lock_off;
3798
3799                 /* if any part of struct bpf_spin_lock can be touched by
3800                  * load/store reject this program.
3801                  * To check that [x1, x2) overlaps with [y1, y2)
3802                  * it is sufficient to check x1 < y2 && y1 < x2.
3803                  */
3804                 if (reg->smin_value + off < lock + sizeof(struct bpf_spin_lock) &&
3805                      lock < reg->umax_value + off + size) {
3806                         verbose(env, "bpf_spin_lock cannot be accessed directly by load/store\n");
3807                         return -EACCES;
3808                 }
3809         }
3810         if (map_value_has_timer(map)) {
3811                 u32 t = map->timer_off;
3812
3813                 if (reg->smin_value + off < t + sizeof(struct bpf_timer) &&
3814                      t < reg->umax_value + off + size) {
3815                         verbose(env, "bpf_timer cannot be accessed directly by load/store\n");
3816                         return -EACCES;
3817                 }
3818         }
3819         if (map_value_has_kptrs(map)) {
3820                 struct bpf_map_value_off *tab = map->kptr_off_tab;
3821                 int i;
3822
3823                 for (i = 0; i < tab->nr_off; i++) {
3824                         u32 p = tab->off[i].offset;
3825
3826                         if (reg->smin_value + off < p + sizeof(u64) &&
3827                             p < reg->umax_value + off + size) {
3828                                 if (src != ACCESS_DIRECT) {
3829                                         verbose(env, "kptr cannot be accessed indirectly by helper\n");
3830                                         return -EACCES;
3831                                 }
3832                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
3833                                         verbose(env, "kptr access cannot have variable offset\n");
3834                                         return -EACCES;
3835                                 }
3836                                 if (p != off + reg->var_off.value) {
3837                                         verbose(env, "kptr access misaligned expected=%u off=%llu\n",
3838                                                 p, off + reg->var_off.value);
3839                                         return -EACCES;
3840                                 }
3841                                 if (size != bpf_size_to_bytes(BPF_DW)) {
3842                                         verbose(env, "kptr access size must be BPF_DW\n");
3843                                         return -EACCES;
3844                                 }
3845                                 break;
3846                         }
3847                 }
3848         }
3849         return err;
3850 }
3851
3852 #define MAX_PACKET_OFF 0xffff
3853
3854 static bool may_access_direct_pkt_data(struct bpf_verifier_env *env,
3855                                        const struct bpf_call_arg_meta *meta,
3856                                        enum bpf_access_type t)
3857 {
3858         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
3859
3860         switch (prog_type) {
3861         /* Program types only with direct read access go here! */
3862         case BPF_PROG_TYPE_LWT_IN:
3863         case BPF_PROG_TYPE_LWT_OUT:
3864         case BPF_PROG_TYPE_LWT_SEG6LOCAL:
3865         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
3866         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
3867         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
3868                 if (t == BPF_WRITE)
3869                         return false;
3870                 fallthrough;
3871
3872         /* Program types with direct read + write access go here! */
3873         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
3874         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
3875         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
3876         case BPF_PROG_TYPE_LWT_XMIT:
3877         case BPF_PROG_TYPE_SK_SKB:
3878         case BPF_PROG_TYPE_SK_MSG:
3879                 if (meta)
3880                         return meta->pkt_access;
3881
3882                 env->seen_direct_write = true;
3883                 return true;
3884
3885         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
3886                 if (t == BPF_WRITE)
3887                         env->seen_direct_write = true;
3888
3889                 return true;
3890
3891         default:
3892                 return false;
3893         }
3894 }
3895
3896 static int check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
3897                                int size, bool zero_size_allowed)
3898 {
3899         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
3900         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
3901         int err;
3902
3903         /* We may have added a variable offset to the packet pointer; but any
3904          * reg->range we have comes after that.  We are only checking the fixed
3905          * offset.
3906          */
3907
3908         /* We don't allow negative numbers, because we aren't tracking enough
3909          * detail to prove they're safe.
3910          */
3911         if (reg->smin_value < 0) {
3912                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
3913                         regno);
3914                 return -EACCES;
3915         }
3916
3917         err = reg->range < 0 ? -EINVAL :
3918               __check_mem_access(env, regno, off, size, reg->range,
3919                                  zero_size_allowed);
3920         if (err) {
3921                 verbose(env, "R%d offset is outside of the packet\n", regno);
3922                 return err;
3923         }
3924
3925         /* __check_mem_access has made sure "off + size - 1" is within u16.
3926          * reg->umax_value can't be bigger than MAX_PACKET_OFF which is 0xffff,
3927          * otherwise find_good_pkt_pointers would have refused to set range info
3928          * that __check_mem_access would have rejected this pkt access.
3929          * Therefore, "off + reg->umax_value + size - 1" won't overflow u32.
3930          */
3931         env->prog->aux->max_pkt_offset =
3932                 max_t(u32, env->prog->aux->max_pkt_offset,
3933                       off + reg->umax_value + size - 1);
3934
3935         return err;
3936 }
3937
3938 /* check access to 'struct bpf_context' fields.  Supports fixed offsets only */
3939 static int check_ctx_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, int off, int size,
3940                             enum bpf_access_type t, enum bpf_reg_type *reg_type,
3941                             struct btf **btf, u32 *btf_id)
3942 {
3943         struct bpf_insn_access_aux info = {
3944                 .reg_type = *reg_type,
3945                 .log = &env->log,
3946         };
3947
3948         if (env->ops->is_valid_access &&
3949             env->ops->is_valid_access(off, size, t, env->prog, &info)) {
3950                 /* A non zero info.ctx_field_size indicates that this field is a
3951                  * candidate for later verifier transformation to load the whole
3952                  * field and then apply a mask when accessed with a narrower
3953                  * access than actual ctx access size. A zero info.ctx_field_size
3954                  * will only allow for whole field access and rejects any other
3955                  * type of narrower access.
3956                  */
3957                 *reg_type = info.reg_type;
3958
3959                 if (base_type(*reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
3960                         *btf = info.btf;
3961                         *btf_id = info.btf_id;
3962                 } else {
3963                         env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size = info.ctx_field_size;
3964                 }
3965                 /* remember the offset of last byte accessed in ctx */
3966                 if (env->prog->aux->max_ctx_offset < off + size)
3967                         env->prog->aux->max_ctx_offset = off + size;
3968                 return 0;
3969         }
3970
3971         verbose(env, "invalid bpf_context access off=%d size=%d\n", off, size);
3972         return -EACCES;
3973 }
3974
3975 static int check_flow_keys_access(struct bpf_verifier_env *env, int off,
3976                                   int size)
3977 {
3978         if (size < 0 || off < 0 ||
3979             (u64)off + size > sizeof(struct bpf_flow_keys)) {
3980                 verbose(env, "invalid access to flow keys off=%d size=%d\n",
3981                         off, size);
3982                 return -EACCES;
3983         }
3984         return 0;
3985 }
3986
3987 static int check_sock_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
3988                              u32 regno, int off, int size,
3989                              enum bpf_access_type t)
3990 {
3991         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
3992         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
3993         struct bpf_insn_access_aux info = {};
3994         bool valid;
3995
3996         if (reg->smin_value < 0) {
3997                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
3998                         regno);
3999                 return -EACCES;
4000         }
4001
4002         switch (reg->type) {
4003         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
4004                 valid = bpf_sock_common_is_valid_access(off, size, t, &info);
4005                 break;
4006         case PTR_TO_SOCKET:
4007                 valid = bpf_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
4008                 break;
4009         case PTR_TO_TCP_SOCK:
4010                 valid = bpf_tcp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
4011                 break;
4012         case PTR_TO_XDP_SOCK:
4013                 valid = bpf_xdp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
4014                 break;
4015         default:
4016                 valid = false;
4017         }
4018
4019
4020         if (valid) {
4021                 env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size =
4022                         info.ctx_field_size;
4023                 return 0;
4024         }
4025
4026         verbose(env, "R%d invalid %s access off=%d size=%d\n",
4027                 regno, reg_type_str(env, reg->type), off, size);
4028
4029         return -EACCES;
4030 }
4031
4032 static bool is_pointer_value(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4033 {
4034         return __is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg_state(env, regno));
4035 }
4036
4037 static bool is_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4038 {
4039         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
4040
4041         return reg->type == PTR_TO_CTX;
4042 }
4043
4044 static bool is_sk_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4045 {
4046         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
4047
4048         return type_is_sk_pointer(reg->type);
4049 }
4050
4051 static bool is_pkt_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4052 {
4053         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
4054
4055         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
4056 }
4057
4058 static bool is_flow_key_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4059 {
4060         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
4061
4062         /* Separate to is_ctx_reg() since we still want to allow BPF_ST here. */
4063         return reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS;
4064 }
4065
4066 static int check_pkt_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
4067                                    const struct bpf_reg_state *reg,
4068                                    int off, int size, bool strict)
4069 {
4070         struct tnum reg_off;
4071         int ip_align;
4072
4073         /* Byte size accesses are always allowed. */
4074         if (!strict || size == 1)
4075                 return 0;
4076
4077         /* For platforms that do not have a Kconfig enabling
4078          * CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS the value of
4079          * NET_IP_ALIGN is universally set to '2'.  And on platforms
4080          * that do set CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS, we get
4081          * to this code only in strict mode where we want to emulate
4082          * the NET_IP_ALIGN==2 checking.  Therefore use an
4083          * unconditional IP align value of '2'.
4084          */
4085         ip_align = 2;
4086
4087         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(ip_align + reg->off + off));
4088         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
4089                 char tn_buf[48];
4090
4091                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4092                 verbose(env,
4093                         "misaligned packet access off %d+%s+%d+%d size %d\n",
4094                         ip_align, tn_buf, reg->off, off, size);
4095                 return -EACCES;
4096         }
4097
4098         return 0;
4099 }
4100
4101 static int check_generic_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
4102                                        const struct bpf_reg_state *reg,
4103                                        const char *pointer_desc,
4104                                        int off, int size, bool strict)
4105 {
4106         struct tnum reg_off;
4107
4108         /* Byte size accesses are always allowed. */
4109         if (!strict || size == 1)
4110                 return 0;
4111
4112         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(reg->off + off));
4113         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
4114                 char tn_buf[48];
4115
4116                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4117                 verbose(env, "misaligned %saccess off %s+%d+%d size %d\n",
4118                         pointer_desc, tn_buf, reg->off, off, size);
4119                 return -EACCES;
4120         }
4121
4122         return 0;
4123 }
4124
4125 static int check_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
4126                                const struct bpf_reg_state *reg, int off,
4127                                int size, bool strict_alignment_once)
4128 {
4129         bool strict = env->strict_alignment || strict_alignment_once;
4130         const char *pointer_desc = "";
4131
4132         switch (reg->type) {
4133         case PTR_TO_PACKET:
4134         case PTR_TO_PACKET_META:
4135                 /* Special case, because of NET_IP_ALIGN. Given metadata sits
4136                  * right in front, treat it the very same way.
4137                  */
4138                 return check_pkt_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict);
4139         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
4140                 pointer_desc = "flow keys ";
4141                 break;
4142         case PTR_TO_MAP_KEY:
4143                 pointer_desc = "key ";
4144                 break;
4145         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4146                 pointer_desc = "value ";
4147                 break;
4148         case PTR_TO_CTX:
4149                 pointer_desc = "context ";
4150                 break;
4151         case PTR_TO_STACK:
4152                 pointer_desc = "stack ";
4153                 /* The stack spill tracking logic in check_stack_write_fixed_off()
4154                  * and check_stack_read_fixed_off() relies on stack accesses being
4155                  * aligned.
4156                  */
4157                 strict = true;
4158                 break;
4159         case PTR_TO_SOCKET:
4160                 pointer_desc = "sock ";
4161                 break;
4162         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
4163                 pointer_desc = "sock_common ";
4164                 break;
4165         case PTR_TO_TCP_SOCK:
4166                 pointer_desc = "tcp_sock ";
4167                 break;
4168         case PTR_TO_XDP_SOCK:
4169                 pointer_desc = "xdp_sock ";
4170                 break;
4171         default:
4172                 break;
4173         }
4174         return check_generic_ptr_alignment(env, reg, pointer_desc, off, size,
4175                                            strict);
4176 }
4177
4178 static int update_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
4179                               const struct bpf_func_state *func,
4180                               int off)
4181 {
4182         u16 stack = env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth;
4183
4184         if (stack >= -off)
4185                 return 0;
4186
4187         /* update known max for given subprogram */
4188         env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth = -off;
4189         return 0;
4190 }
4191
4192 /* starting from main bpf function walk all instructions of the function
4193  * and recursively walk all callees that given function can call.
4194  * Ignore jump and exit insns.
4195  * Since recursion is prevented by check_cfg() this algorithm
4196  * only needs a local stack of MAX_CALL_FRAMES to remember callsites
4197  */
4198 static int check_max_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env)
4199 {
4200         int depth = 0, frame = 0, idx = 0, i = 0, subprog_end;
4201         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
4202         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
4203         bool tail_call_reachable = false;
4204         int ret_insn[MAX_CALL_FRAMES];
4205         int ret_prog[MAX_CALL_FRAMES];
4206         int j;
4207
4208 process_func:
4209         /* protect against potential stack overflow that might happen when
4210          * bpf2bpf calls get combined with tailcalls. Limit the caller's stack
4211          * depth for such case down to 256 so that the worst case scenario
4212          * would result in 8k stack size (32 which is tailcall limit * 256 =
4213          * 8k).
4214          *
4215          * To get the idea what might happen, see an example:
4216          * func1 -> sub rsp, 128
4217          *  subfunc1 -> sub rsp, 256
4218          *  tailcall1 -> add rsp, 256
4219          *   func2 -> sub rsp, 192 (total stack size = 128 + 192 = 320)
4220          *   subfunc2 -> sub rsp, 64
4221          *   subfunc22 -> sub rsp, 128
4222          *   tailcall2 -> add rsp, 128
4223          *    func3 -> sub rsp, 32 (total stack size 128 + 192 + 64 + 32 = 416)
4224          *
4225          * tailcall will unwind the current stack frame but it will not get rid
4226          * of caller's stack as shown on the example above.
4227          */
4228         if (idx && subprog[idx].has_tail_call && depth >= 256) {
4229                 verbose(env,
4230                         "tail_calls are not allowed when call stack of previous frames is %d bytes. Too large\n",
4231                         depth);
4232                 return -EACCES;
4233         }
4234         /* round up to 32-bytes, since this is granularity
4235          * of interpreter stack size
4236          */
4237         depth += round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
4238         if (depth > MAX_BPF_STACK) {
4239                 verbose(env, "combined stack size of %d calls is %d. Too large\n",
4240                         frame + 1, depth);
4241                 return -EACCES;
4242         }
4243 continue_func:
4244         subprog_end = subprog[idx + 1].start;
4245         for (; i < subprog_end; i++) {
4246                 int next_insn;
4247
4248                 if (!bpf_pseudo_call(insn + i) && !bpf_pseudo_func(insn + i))
4249                         continue;
4250                 /* remember insn and function to return to */
4251                 ret_insn[frame] = i + 1;
4252                 ret_prog[frame] = idx;
4253
4254                 /* find the callee */
4255                 next_insn = i + insn[i].imm + 1;
4256                 idx = find_subprog(env, next_insn);
4257                 if (idx < 0) {
4258                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
4259                                   next_insn);
4260                         return -EFAULT;
4261                 }
4262                 if (subprog[idx].is_async_cb) {
4263                         if (subprog[idx].has_tail_call) {
4264                                 verbose(env, "verifier bug. subprog has tail_call and async cb\n");
4265                                 return -EFAULT;
4266                         }
4267                          /* async callbacks don't increase bpf prog stack size */
4268                         continue;
4269                 }
4270                 i = next_insn;
4271
4272                 if (subprog[idx].has_tail_call)
4273                         tail_call_reachable = true;
4274
4275                 frame++;
4276                 if (frame >= MAX_CALL_FRAMES) {
4277                         verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep !\n",
4278                                 frame);
4279                         return -E2BIG;
4280                 }
4281                 goto process_func;
4282         }
4283         /* if tail call got detected across bpf2bpf calls then mark each of the
4284          * currently present subprog frames as tail call reachable subprogs;
4285          * this info will be utilized by JIT so that we will be preserving the
4286          * tail call counter throughout bpf2bpf calls combined with tailcalls
4287          */
4288         if (tail_call_reachable)
4289                 for (j = 0; j < frame; j++)
4290                         subprog[ret_prog[j]].tail_call_reachable = true;
4291         if (subprog[0].tail_call_reachable)
4292                 env->prog->aux->tail_call_reachable = true;
4293
4294         /* end of for() loop means the last insn of the 'subprog'
4295          * was reached. Doesn't matter whether it was JA or EXIT
4296          */
4297         if (frame == 0)
4298                 return 0;
4299         depth -= round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
4300         frame--;
4301         i = ret_insn[frame];
4302         idx = ret_prog[frame];
4303         goto continue_func;
4304 }
4305
4306 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
4307 static int get_callee_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
4308                                   const struct bpf_insn *insn, int idx)
4309 {
4310         int start = idx + insn->imm + 1, subprog;
4311
4312         subprog = find_subprog(env, start);
4313         if (subprog < 0) {
4314                 WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
4315                           start);
4316                 return -EFAULT;
4317         }
4318         return env->subprog_info[subprog].stack_depth;
4319 }
4320 #endif
4321
4322 static int __check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
4323                                  const char *buf_info,
4324                                  const struct bpf_reg_state *reg,
4325                                  int regno, int off, int size)
4326 {
4327         if (off < 0) {
4328                 verbose(env,
4329                         "R%d invalid %s buffer access: off=%d, size=%d\n",
4330                         regno, buf_info, off, size);
4331                 return -EACCES;
4332         }
4333         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
4334                 char tn_buf[48];
4335
4336                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4337                 verbose(env,
4338                         "R%d invalid variable buffer offset: off=%d, var_off=%s\n",
4339                         regno, off, tn_buf);
4340                 return -EACCES;
4341         }
4342
4343         return 0;
4344 }
4345
4346 static int check_tp_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
4347                                   const struct bpf_reg_state *reg,
4348                                   int regno, int off, int size)
4349 {
4350         int err;
4351
4352         err = __check_buffer_access(env, "tracepoint", reg, regno, off, size);
4353         if (err)
4354                 return err;
4355
4356         if (off + size > env->prog->aux->max_tp_access)
4357                 env->prog->aux->max_tp_access = off + size;
4358
4359         return 0;
4360 }
4361
4362 static int check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
4363                                const struct bpf_reg_state *reg,
4364                                int regno, int off, int size,
4365                                bool zero_size_allowed,
4366                                u32 *max_access)
4367 {
4368         const char *buf_info = type_is_rdonly_mem(reg->type) ? "rdonly" : "rdwr";
4369         int err;
4370
4371         err = __check_buffer_access(env, buf_info, reg, regno, off, size);
4372         if (err)
4373                 return err;
4374
4375         if (off + size > *max_access)
4376                 *max_access = off + size;
4377
4378         return 0;
4379 }
4380
4381 /* BPF architecture zero extends alu32 ops into 64-bit registesr */
4382 static void zext_32_to_64(struct bpf_reg_state *reg)
4383 {
4384         reg->var_off = tnum_subreg(reg->var_off);
4385         __reg_assign_32_into_64(reg);
4386 }
4387
4388 /* truncate register to smaller size (in bytes)
4389  * must be called with size < BPF_REG_SIZE
4390  */
4391 static void coerce_reg_to_size(struct bpf_reg_state *reg, int size)
4392 {
4393         u64 mask;
4394
4395         /* clear high bits in bit representation */
4396         reg->var_off = tnum_cast(reg->var_off, size);
4397
4398         /* fix arithmetic bounds */
4399         mask = ((u64)1 << (size * 8)) - 1;
4400         if ((reg->umin_value & ~mask) == (reg->umax_value & ~mask)) {
4401                 reg->umin_value &= mask;
4402                 reg->umax_value &= mask;
4403         } else {
4404                 reg->umin_value = 0;
4405                 reg->umax_value = mask;
4406         }
4407         reg->smin_value = reg->umin_value;
4408         reg->smax_value = reg->umax_value;
4409
4410         /* If size is smaller than 32bit register the 32bit register
4411          * values are also truncated so we push 64-bit bounds into
4412          * 32-bit bounds. Above were truncated < 32-bits already.
4413          */
4414         if (size >= 4)
4415                 return;
4416         __reg_combine_64_into_32(reg);
4417 }
4418
4419 static bool bpf_map_is_rdonly(const struct bpf_map *map)
4420 {
4421         /* A map is considered read-only if the following condition are true:
4422          *
4423          * 1) BPF program side cannot change any of the map content. The
4424          *    BPF_F_RDONLY_PROG flag is throughout the lifetime of a map
4425          *    and was set at map creation time.
4426          * 2) The map value(s) have been initialized from user space by a
4427          *    loader and then "frozen", such that no new map update/delete
4428          *    operations from syscall side are possible for the rest of
4429          *    the map's lifetime from that point onwards.
4430          * 3) Any parallel/pending map update/delete operations from syscall
4431          *    side have been completed. Only after that point, it's safe to
4432          *    assume that map value(s) are immutable.
4433          */
4434         return (map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
4435                READ_ONCE(map->frozen) &&
4436                !bpf_map_write_active(map);
4437 }
4438
4439 static int bpf_map_direct_read(struct bpf_map *map, int off, int size, u64 *val)
4440 {
4441         void *ptr;
4442         u64 addr;
4443         int err;
4444
4445         err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
4446         if (err)
4447                 return err;
4448         ptr = (void *)(long)addr + off;
4449
4450         switch (size) {
4451         case sizeof(u8):
4452                 *val = (u64)*(u8 *)ptr;
4453                 break;
4454         case sizeof(u16):
4455                 *val = (u64)*(u16 *)ptr;
4456                 break;
4457         case sizeof(u32):
4458                 *val = (u64)*(u32 *)ptr;
4459                 break;
4460         case sizeof(u64):
4461                 *val = *(u64 *)ptr;
4462                 break;
4463         default:
4464                 return -EINVAL;
4465         }
4466         return 0;
4467 }
4468
4469 static int check_ptr_to_btf_access(struct bpf_verifier_env *env,
4470                                    struct bpf_reg_state *regs,
4471                                    int regno, int off, int size,
4472                                    enum bpf_access_type atype,
4473                                    int value_regno)
4474 {
4475         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
4476         const struct btf_type *t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
4477         const char *tname = btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off);
4478         enum bpf_type_flag flag = 0;
4479         u32 btf_id;
4480         int ret;
4481
4482         if (off < 0) {
4483                 verbose(env,
4484                         "R%d is ptr_%s invalid negative access: off=%d\n",
4485                         regno, tname, off);
4486                 return -EACCES;
4487         }
4488         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
4489                 char tn_buf[48];
4490
4491                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4492                 verbose(env,
4493                         "R%d is ptr_%s invalid variable offset: off=%d, var_off=%s\n",
4494                         regno, tname, off, tn_buf);
4495                 return -EACCES;
4496         }
4497
4498         if (reg->type & MEM_USER) {
4499                 verbose(env,
4500                         "R%d is ptr_%s access user memory: off=%d\n",
4501                         regno, tname, off);
4502                 return -EACCES;
4503         }
4504
4505         if (reg->type & MEM_PERCPU) {
4506                 verbose(env,
4507                         "R%d is ptr_%s access percpu memory: off=%d\n",
4508                         regno, tname, off);
4509                 return -EACCES;
4510         }
4511
4512         if (env->ops->btf_struct_access) {
4513                 ret = env->ops->btf_struct_access(&env->log, reg->btf, t,
4514                                                   off, size, atype, &btf_id, &flag);
4515         } else {
4516                 if (atype != BPF_READ) {
4517                         verbose(env, "only read is supported\n");
4518                         return -EACCES;
4519                 }
4520
4521                 ret = btf_struct_access(&env->log, reg->btf, t, off, size,
4522                                         atype, &btf_id, &flag);
4523         }
4524
4525         if (ret < 0)
4526                 return ret;
4527
4528         /* If this is an untrusted pointer, all pointers formed by walking it
4529          * also inherit the untrusted flag.
4530          */
4531         if (type_flag(reg->type) & PTR_UNTRUSTED)
4532                 flag |= PTR_UNTRUSTED;
4533
4534         if (atype == BPF_READ && value_regno >= 0)
4535                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, reg->btf, btf_id, flag);
4536
4537         return 0;
4538 }
4539
4540 static int check_ptr_to_map_access(struct bpf_verifier_env *env,
4541                                    struct bpf_reg_state *regs,
4542                                    int regno, int off, int size,
4543                                    enum bpf_access_type atype,
4544                                    int value_regno)
4545 {
4546         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
4547         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
4548         enum bpf_type_flag flag = 0;
4549         const struct btf_type *t;
4550         const char *tname;
4551         u32 btf_id;
4552         int ret;
4553
4554         if (!btf_vmlinux) {
4555                 verbose(env, "map_ptr access not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
4556                 return -ENOTSUPP;
4557         }
4558
4559         if (!map->ops->map_btf_id || !*map->ops->map_btf_id) {
4560                 verbose(env, "map_ptr access not supported for map type %d\n",
4561                         map->map_type);
4562                 return -ENOTSUPP;
4563         }
4564
4565         t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id);
4566         tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
4567
4568         if (!env->allow_ptr_to_map_access) {
4569                 verbose(env,
4570                         "%s access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
4571                         tname);
4572                 return -EPERM;
4573         }
4574
4575         if (off < 0) {
4576                 verbose(env, "R%d is %s invalid negative access: off=%d\n",
4577                         regno, tname, off);
4578                 return -EACCES;
4579         }
4580
4581         if (atype != BPF_READ) {
4582                 verbose(env, "only read from %s is supported\n", tname);
4583                 return -EACCES;
4584         }
4585
4586         ret = btf_struct_access(&env->log, btf_vmlinux, t, off, size, atype, &btf_id, &flag);
4587         if (ret < 0)
4588                 return ret;
4589
4590         if (value_regno >= 0)
4591                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, btf_vmlinux, btf_id, flag);
4592
4593         return 0;
4594 }
4595
4596 /* Check that the stack access at the given offset is within bounds. The
4597  * maximum valid offset is -1.
4598  *
4599  * The minimum valid offset is -MAX_BPF_STACK for writes, and
4600  * -state->allocated_stack for reads.
4601  */
4602 static int check_stack_slot_within_bounds(int off,
4603                                           struct bpf_func_state *state,
4604                                           enum bpf_access_type t)
4605 {
4606         int min_valid_off;
4607
4608         if (t == BPF_WRITE)
4609                 min_valid_off = -MAX_BPF_STACK;
4610         else
4611                 min_valid_off = -state->allocated_stack;
4612
4613         if (off < min_valid_off || off > -1)
4614                 return -EACCES;
4615         return 0;
4616 }
4617
4618 /* Check that the stack access at 'regno + off' falls within the maximum stack
4619  * bounds.
4620  *
4621  * 'off' includes `regno->offset`, but not its dynamic part (if any).
4622  */
4623 static int check_stack_access_within_bounds(
4624                 struct bpf_verifier_env *env,
4625                 int regno, int off, int access_size,
4626                 enum bpf_access_src src, enum bpf_access_type type)
4627 {
4628         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4629         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
4630         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
4631         int min_off, max_off;
4632         int err;
4633         char *err_extra;
4634
4635         if (src == ACCESS_HELPER)
4636                 /* We don't know if helpers are reading or writing (or both). */
4637                 err_extra = " indirect access to";
4638         else if (type == BPF_READ)
4639                 err_extra = " read from";
4640         else
4641                 err_extra = " write to";
4642
4643         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
4644                 min_off = reg->var_off.value + off;
4645                 if (access_size > 0)
4646                         max_off = min_off + access_size - 1;
4647                 else
4648                         max_off = min_off;
4649         } else {
4650                 if (reg->smax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF ||
4651                     reg->smin_value <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
4652                         verbose(env, "invalid unbounded variable-offset%s stack R%d\n",
4653                                 err_extra, regno);
4654                         return -EACCES;
4655                 }
4656                 min_off = reg->smin_value + off;
4657                 if (access_size > 0)
4658                         max_off = reg->smax_value + off + access_size - 1;
4659                 else
4660                         max_off = min_off;
4661         }
4662
4663         err = check_stack_slot_within_bounds(min_off, state, type);
4664         if (!err)
4665                 err = check_stack_slot_within_bounds(max_off, state, type);
4666
4667         if (err) {
4668                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
4669                         verbose(env, "invalid%s stack R%d off=%d size=%d\n",
4670                                 err_extra, regno, off, access_size);
4671                 } else {
4672                         char tn_buf[48];
4673
4674                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4675                         verbose(env, "invalid variable-offset%s stack R%d var_off=%s size=%d\n",
4676                                 err_extra, regno, tn_buf, access_size);
4677                 }
4678         }
4679         return err;
4680 }
4681
4682 /* check whether memory at (regno + off) is accessible for t = (read | write)
4683  * if t==write, value_regno is a register which value is stored into memory
4684  * if t==read, value_regno is a register which will receive the value from memory
4685  * if t==write && value_regno==-1, some unknown value is stored into memory
4686  * if t==read && value_regno==-1, don't care what we read from memory
4687  */
4688 static int check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, u32 regno,
4689                             int off, int bpf_size, enum bpf_access_type t,
4690                             int value_regno, bool strict_alignment_once)
4691 {
4692         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4693         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
4694         struct bpf_func_state *state;
4695         int size, err = 0;
4696
4697         size = bpf_size_to_bytes(bpf_size);
4698         if (size < 0)
4699                 return size;
4700
4701         /* alignment checks will add in reg->off themselves */
4702         err = check_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict_alignment_once);
4703         if (err)
4704                 return err;
4705
4706         /* for access checks, reg->off is just part of off */
4707         off += reg->off;
4708
4709         if (reg->type == PTR_TO_MAP_KEY) {
4710                 if (t == BPF_WRITE) {
4711                         verbose(env, "write to change key R%d not allowed\n", regno);
4712                         return -EACCES;
4713                 }
4714
4715                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
4716                                               reg->map_ptr->key_size, false);
4717                 if (err)
4718                         return err;
4719                 if (value_regno >= 0)
4720                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4721         } else if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
4722                 struct bpf_map_value_off_desc *kptr_off_desc = NULL;
4723
4724                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
4725                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
4726                         verbose(env, "R%d leaks addr into map\n", value_regno);
4727                         return -EACCES;
4728                 }
4729                 err = check_map_access_type(env, regno, off, size, t);
4730                 if (err)
4731                         return err;
4732                 err = check_map_access(env, regno, off, size, false, ACCESS_DIRECT);
4733                 if (err)
4734                         return err;
4735                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
4736                         kptr_off_desc = bpf_map_kptr_off_contains(reg->map_ptr,
4737                                                                   off + reg->var_off.value);
4738                 if (kptr_off_desc) {
4739                         err = check_map_kptr_access(env, regno, value_regno, insn_idx,
4740                                                     kptr_off_desc);
4741                 } else if (t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
4742                         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
4743
4744                         /* if map is read-only, track its contents as scalars */
4745                         if (tnum_is_const(reg->var_off) &&
4746                             bpf_map_is_rdonly(map) &&
4747                             map->ops->map_direct_value_addr) {
4748                                 int map_off = off + reg->var_off.value;
4749                                 u64 val = 0;
4750
4751                                 err = bpf_map_direct_read(map, map_off, size,
4752                                                           &val);
4753                                 if (err)
4754                                         return err;
4755
4756                                 regs[value_regno].type = SCALAR_VALUE;
4757                                 __mark_reg_known(&regs[value_regno], val);
4758                         } else {
4759                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4760                         }
4761                 }
4762         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM) {
4763                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
4764
4765                 if (type_may_be_null(reg->type)) {
4766                         verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
4767                                 reg_type_str(env, reg->type));
4768                         return -EACCES;
4769                 }
4770
4771                 if (t == BPF_WRITE && rdonly_mem) {
4772                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
4773                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
4774                         return -EACCES;
4775                 }
4776
4777                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
4778                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
4779                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", value_regno);
4780                         return -EACCES;
4781                 }
4782
4783                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
4784                                               reg->mem_size, false);
4785                 if (!err && value_regno >= 0 && (t == BPF_READ || rdonly_mem))
4786                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4787         } else if (reg->type == PTR_TO_CTX) {
4788                 enum bpf_reg_type reg_type = SCALAR_VALUE;
4789                 struct btf *btf = NULL;
4790                 u32 btf_id = 0;
4791
4792                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
4793                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
4794                         verbose(env, "R%d leaks addr into ctx\n", value_regno);
4795                         return -EACCES;
4796                 }
4797
4798                 err = check_ptr_off_reg(env, reg, regno);
4799                 if (err < 0)
4800                         return err;
4801
4802                 err = check_ctx_access(env, insn_idx, off, size, t, &reg_type, &btf,
4803                                        &btf_id);
4804                 if (err)
4805                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
4806                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
4807                         /* ctx access returns either a scalar, or a
4808                          * PTR_TO_PACKET[_META,_END]. In the latter
4809                          * case, we know the offset is zero.
4810                          */
4811                         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
4812                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4813                         } else {
4814                                 mark_reg_known_zero(env, regs,
4815                                                     value_regno);
4816                                 if (type_may_be_null(reg_type))
4817                                         regs[value_regno].id = ++env->id_gen;
4818                                 /* A load of ctx field could have different
4819                                  * actual load size with the one encoded in the
4820                                  * insn. When the dst is PTR, it is for sure not
4821                                  * a sub-register.
4822                                  */
4823                                 regs[value_regno].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
4824                                 if (base_type(reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
4825                                         regs[value_regno].btf = btf;
4826                                         regs[value_regno].btf_id = btf_id;
4827                                 }
4828                         }
4829                         regs[value_regno].type = reg_type;
4830                 }
4831
4832         } else if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
4833                 /* Basic bounds checks. */
4834                 err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, size, ACCESS_DIRECT, t);
4835                 if (err)
4836                         return err;
4837
4838                 state = func(env, reg);
4839                 err = update_stack_depth(env, state, off);
4840                 if (err)
4841                         return err;
4842
4843                 if (t == BPF_READ)
4844                         err = check_stack_read(env, regno, off, size,
4845                                                value_regno);
4846                 else
4847                         err = check_stack_write(env, regno, off, size,
4848                                                 value_regno, insn_idx);
4849         } else if (reg_is_pkt_pointer(reg)) {
4850                 if (t == BPF_WRITE && !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, t)) {
4851                         verbose(env, "cannot write into packet\n");
4852                         return -EACCES;
4853                 }
4854                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
4855                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
4856                         verbose(env, "R%d leaks addr into packet\n",
4857                                 value_regno);
4858                         return -EACCES;
4859                 }
4860                 err = check_packet_access(env, regno, off, size, false);
4861                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
4862                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4863         } else if (reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS) {
4864                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
4865                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
4866                         verbose(env, "R%d leaks addr into flow keys\n",
4867                                 value_regno);
4868                         return -EACCES;
4869                 }
4870
4871                 err = check_flow_keys_access(env, off, size);
4872                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
4873                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4874         } else if (type_is_sk_pointer(reg->type)) {
4875                 if (t == BPF_WRITE) {
4876                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
4877                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
4878                         return -EACCES;
4879                 }
4880                 err = check_sock_access(env, insn_idx, regno, off, size, t);
4881                 if (!err && value_regno >= 0)
4882                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4883         } else if (reg->type == PTR_TO_TP_BUFFER) {
4884                 err = check_tp_buffer_access(env, reg, regno, off, size);
4885                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
4886                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4887         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID &&
4888                    !type_may_be_null(reg->type)) {
4889                 err = check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, off, size, t,
4890                                               value_regno);
4891         } else if (reg->type == CONST_PTR_TO_MAP) {
4892                 err = check_ptr_to_map_access(env, regs, regno, off, size, t,
4893                                               value_regno);
4894         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BUF) {
4895                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
4896                 u32 *max_access;
4897
4898                 if (rdonly_mem) {
4899                         if (t == BPF_WRITE) {
4900                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
4901                                         regno, reg_type_str(env, reg->type));
4902                                 return -EACCES;
4903                         }
4904                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
4905                 } else {
4906                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
4907                 }
4908
4909                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
4910                                           max_access);
4911
4912                 if (!err && value_regno >= 0 && (rdonly_mem || t == BPF_READ))
4913                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4914         } else {
4915                 verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
4916                         reg_type_str(env, reg->type));
4917                 return -EACCES;
4918         }
4919
4920         if (!err && size < BPF_REG_SIZE && value_regno >= 0 && t == BPF_READ &&
4921             regs[value_regno].type == SCALAR_VALUE) {
4922                 /* b/h/w load zero-extends, mark upper bits as known 0 */
4923                 coerce_reg_to_size(&regs[value_regno], size);
4924         }
4925         return err;
4926 }
4927
4928 static int check_atomic(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, struct bpf_insn *insn)
4929 {
4930         int load_reg;
4931         int err;
4932
4933         switch (insn->imm) {
4934         case BPF_ADD:
4935         case BPF_ADD | BPF_FETCH:
4936         case BPF_AND:
4937         case BPF_AND | BPF_FETCH:
4938         case BPF_OR:
4939         case BPF_OR | BPF_FETCH:
4940         case BPF_XOR:
4941         case BPF_XOR | BPF_FETCH:
4942         case BPF_XCHG:
4943         case BPF_CMPXCHG:
4944                 break;
4945         default:
4946                 verbose(env, "BPF_ATOMIC uses invalid atomic opcode %02x\n", insn->imm);
4947                 return -EINVAL;
4948         }
4949
4950         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W && BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
4951                 verbose(env, "invalid atomic operand size\n");
4952                 return -EINVAL;
4953         }
4954
4955         /* check src1 operand */
4956         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
4957         if (err)
4958                 return err;
4959
4960         /* check src2 operand */
4961         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
4962         if (err)
4963                 return err;
4964
4965         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG) {
4966                 /* Check comparison of R0 with memory location */
4967                 const u32 aux_reg = BPF_REG_0;
4968
4969                 err = check_reg_arg(env, aux_reg, SRC_OP);
4970                 if (err)
4971                         return err;
4972
4973                 if (is_pointer_value(env, aux_reg)) {
4974                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", aux_reg);
4975                         return -EACCES;
4976                 }
4977         }
4978
4979         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
4980                 verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", insn->src_reg);
4981                 return -EACCES;
4982         }
4983
4984         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg) ||
4985             is_pkt_reg(env, insn->dst_reg) ||
4986             is_flow_key_reg(env, insn->dst_reg) ||
4987             is_sk_reg(env, insn->dst_reg)) {
4988                 verbose(env, "BPF_ATOMIC stores into R%d %s is not allowed\n",
4989                         insn->dst_reg,
4990                         reg_type_str(env, reg_state(env, insn->dst_reg)->type));
4991                 return -EACCES;
4992         }
4993
4994         if (insn->imm & BPF_FETCH) {
4995                 if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
4996                         load_reg = BPF_REG_0;
4997                 else
4998                         load_reg = insn->src_reg;
4999
5000                 /* check and record load of old value */
5001                 err = check_reg_arg(env, load_reg, DST_OP);
5002                 if (err)
5003                         return err;
5004         } else {
5005                 /* This instruction accesses a memory location but doesn't
5006                  * actually load it into a register.
5007                  */
5008                 load_reg = -1;
5009         }
5010
5011         /* Check whether we can read the memory, with second call for fetch
5012          * case to simulate the register fill.
5013          */
5014         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
5015                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, -1, true);
5016         if (!err && load_reg >= 0)
5017                 err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
5018                                        BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, load_reg,
5019                                        true);
5020         if (err)
5021                 return err;
5022
5023         /* Check whether we can write into the same memory. */
5024         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
5025                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE, -1, true);
5026         if (err)
5027                 return err;
5028
5029         return 0;
5030 }
5031
5032 /* When register 'regno' is used to read the stack (either directly or through
5033  * a helper function) make sure that it's within stack boundary and, depending
5034  * on the access type, that all elements of the stack are initialized.
5035  *
5036  * 'off' includes 'regno->off', but not its dynamic part (if any).
5037  *
5038  * All registers that have been spilled on the stack in the slots within the
5039  * read offsets are marked as read.
5040  */
5041 static int check_stack_range_initialized(
5042                 struct bpf_verifier_env *env, int regno, int off,
5043                 int access_size, bool zero_size_allowed,
5044                 enum bpf_access_src type, struct bpf_call_arg_meta *meta)
5045 {
5046         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5047         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
5048         int err, min_off, max_off, i, j, slot, spi;
5049         char *err_extra = type == ACCESS_HELPER ? " indirect" : "";
5050         enum bpf_access_type bounds_check_type;
5051         /* Some accesses can write anything into the stack, others are
5052          * read-only.
5053          */
5054         bool clobber = false;
5055
5056         if (access_size == 0 && !zero_size_allowed) {
5057                 verbose(env, "invalid zero-sized read\n");
5058                 return -EACCES;
5059         }
5060
5061         if (type == ACCESS_HELPER) {
5062                 /* The bounds checks for writes are more permissive than for
5063                  * reads. However, if raw_mode is not set, we'll do extra
5064                  * checks below.
5065                  */
5066                 bounds_check_type = BPF_WRITE;
5067                 clobber = true;
5068         } else {
5069                 bounds_check_type = BPF_READ;
5070         }
5071         err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, access_size,
5072                                                type, bounds_check_type);
5073         if (err)
5074                 return err;
5075
5076
5077         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
5078                 min_off = max_off = reg->var_off.value + off;
5079         } else {
5080                 /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for
5081                  * simplicity since it requires corresponding support in
5082                  * Spectre masking for stack ALU.
5083                  * See also retrieve_ptr_limit().
5084                  */
5085                 if (!env->bypass_spec_v1) {
5086                         char tn_buf[48];
5087
5088                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5089                         verbose(env, "R%d%s variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
5090                                 regno, err_extra, tn_buf);
5091                         return -EACCES;
5092                 }
5093                 /* Only initialized buffer on stack is allowed to be accessed
5094                  * with variable offset. With uninitialized buffer it's hard to
5095                  * guarantee that whole memory is marked as initialized on
5096                  * helper return since specific bounds are unknown what may
5097                  * cause uninitialized stack leaking.
5098                  */
5099                 if (meta && meta->raw_mode)
5100                         meta = NULL;
5101
5102                 min_off = reg->smin_value + off;
5103                 max_off = reg->smax_value + off;
5104         }
5105
5106         if (meta && meta->raw_mode) {
5107                 meta->access_size = access_size;
5108                 meta->regno = regno;
5109                 return 0;
5110         }
5111
5112         for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
5113                 u8 *stype;
5114
5115                 slot = -i - 1;
5116                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
5117                 if (state->allocated_stack <= slot)
5118                         goto err;
5119                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
5120                 if (*stype == STACK_MISC)
5121                         goto mark;
5122                 if (*stype == STACK_ZERO) {
5123                         if (clobber) {
5124                                 /* helper can write anything into the stack */
5125                                 *stype = STACK_MISC;
5126                         }
5127                         goto mark;
5128                 }
5129
5130                 if (is_spilled_reg(&state->stack[spi]) &&
5131                     base_type(state->stack[spi].spilled_ptr.type) == PTR_TO_BTF_ID)
5132                         goto mark;
5133
5134                 if (is_spilled_reg(&state->stack[spi]) &&
5135                     (state->stack[spi].spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE ||
5136                      env->allow_ptr_leaks)) {
5137                         if (clobber) {
5138                                 __mark_reg_unknown(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
5139                                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
5140                                         scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[j]);
5141                         }
5142                         goto mark;
5143                 }
5144
5145 err:
5146                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
5147                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d off %d+%d size %d\n",
5148                                 err_extra, regno, min_off, i - min_off, access_size);
5149                 } else {
5150                         char tn_buf[48];
5151
5152                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5153                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d var_off %s+%d size %d\n",
5154                                 err_extra, regno, tn_buf, i - min_off, access_size);
5155                 }
5156                 return -EACCES;
5157 mark:
5158                 /* reading any byte out of 8-byte 'spill_slot' will cause
5159                  * the whole slot to be marked as 'read'
5160                  */
5161                 mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
5162                               state->stack[spi].spilled_ptr.parent,
5163                               REG_LIVE_READ64);
5164         }
5165         return update_stack_depth(env, state, min_off);
5166 }
5167
5168 static int check_helper_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
5169                                    int access_size, bool zero_size_allowed,
5170                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
5171 {
5172         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
5173         u32 *max_access;
5174
5175         switch (base_type(reg->type)) {
5176         case PTR_TO_PACKET:
5177         case PTR_TO_PACKET_META:
5178                 return check_packet_access(env, regno, reg->off, access_size,
5179                                            zero_size_allowed);
5180         case PTR_TO_MAP_KEY:
5181                 if (meta && meta->raw_mode) {
5182                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
5183                                 reg_type_str(env, reg->type));
5184                         return -EACCES;
5185                 }
5186                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off, access_size,
5187                                                reg->map_ptr->key_size, false);
5188         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5189                 if (check_map_access_type(env, regno, reg->off, access_size,
5190                                           meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE :
5191                                           BPF_READ))
5192                         return -EACCES;
5193                 return check_map_access(env, regno, reg->off, access_size,
5194                                         zero_size_allowed, ACCESS_HELPER);
5195         case PTR_TO_MEM:
5196                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
5197                         if (meta && meta->raw_mode) {
5198                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
5199                                         reg_type_str(env, reg->type));
5200                                 return -EACCES;
5201                         }
5202                 }
5203                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off,
5204                                                access_size, reg->mem_size,
5205                                                zero_size_allowed);
5206         case PTR_TO_BUF:
5207                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
5208                         if (meta && meta->raw_mode) {
5209                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
5210                                         reg_type_str(env, reg->type));
5211                                 return -EACCES;
5212                         }
5213
5214                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
5215                 } else {
5216                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
5217                 }
5218                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
5219                                            access_size, zero_size_allowed,
5220                                            max_access);
5221         case PTR_TO_STACK:
5222                 return check_stack_range_initialized(
5223                                 env,
5224                                 regno, reg->off, access_size,
5225                                 zero_size_allowed, ACCESS_HELPER, meta);
5226         default: /* scalar_value or invalid ptr */
5227                 /* Allow zero-byte read from NULL, regardless of pointer type */
5228                 if (zero_size_allowed && access_size == 0 &&
5229                     register_is_null(reg))
5230                         return 0;
5231
5232                 verbose(env, "R%d type=%s ", regno,
5233                         reg_type_str(env, reg->type));
5234                 verbose(env, "expected=%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_STACK));
5235                 return -EACCES;
5236         }
5237 }
5238
5239 static int check_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env,
5240                               struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
5241                               bool zero_size_allowed,
5242                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
5243 {
5244         int err;
5245
5246         /* This is used to refine r0 return value bounds for helpers
5247          * that enforce this value as an upper bound on return values.
5248          * See do_refine_retval_range() for helpers that can refine
5249          * the return value. C type of helper is u32 so we pull register
5250          * bound from umax_value however, if negative verifier errors
5251          * out. Only upper bounds can be learned because retval is an
5252          * int type and negative retvals are allowed.
5253          */
5254         meta->msize_max_value = reg->umax_value;
5255
5256         /* The register is SCALAR_VALUE; the access check
5257          * happens using its boundaries.
5258          */
5259         if (!tnum_is_const(reg->var_off))
5260                 /* For unprivileged variable accesses, disable raw
5261                  * mode so that the program is required to
5262                  * initialize all the memory that the helper could
5263                  * just partially fill up.
5264                  */
5265                 meta = NULL;
5266
5267         if (reg->smin_value < 0) {
5268                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned or 'var &= const'\n",
5269                         regno);
5270                 return -EACCES;
5271         }
5272
5273         if (reg->umin_value == 0) {
5274                 err = check_helper_mem_access(env, regno - 1, 0,
5275                                               zero_size_allowed,
5276                                               meta);
5277                 if (err)
5278                         return err;
5279         }
5280
5281         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_SIZ) {
5282                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
5283                         regno);
5284                 return -EACCES;
5285         }
5286         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1,
5287                                       reg->umax_value,
5288                                       zero_size_allowed, meta);
5289         if (!err)
5290                 err = mark_chain_precision(env, regno);
5291         return err;
5292 }
5293
5294 int check_mem_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
5295                    u32 regno, u32 mem_size)
5296 {
5297         bool may_be_null = type_may_be_null(reg->type);
5298         struct bpf_reg_state saved_reg;
5299         struct bpf_call_arg_meta meta;
5300         int err;
5301
5302         if (register_is_null(reg))
5303                 return 0;
5304
5305         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
5306         /* Assuming that the register contains a value check if the memory
5307          * access is safe. Temporarily save and restore the register's state as
5308          * the conversion shouldn't be visible to a caller.
5309          */
5310         if (may_be_null) {
5311                 saved_reg = *reg;
5312                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
5313         }
5314
5315         err = check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
5316         /* Check access for BPF_WRITE */
5317         meta.raw_mode = true;
5318         err = err ?: check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
5319
5320         if (may_be_null)
5321                 *reg = saved_reg;
5322
5323         return err;
5324 }
5325
5326 int check_kfunc_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
5327                              u32 regno)
5328 {
5329         struct bpf_reg_state *mem_reg = &cur_regs(env)[regno - 1];
5330         bool may_be_null = type_may_be_null(mem_reg->type);
5331         struct bpf_reg_state saved_reg;
5332         struct bpf_call_arg_meta meta;
5333         int err;
5334
5335         WARN_ON_ONCE(regno < BPF_REG_2 || regno > BPF_REG_5);
5336
5337         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
5338
5339         if (may_be_null) {
5340                 saved_reg = *mem_reg;
5341                 mark_ptr_not_null_reg(mem_reg);
5342         }
5343
5344         err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
5345         /* Check access for BPF_WRITE */
5346         meta.raw_mode = true;
5347         err = err ?: check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
5348
5349         if (may_be_null)
5350                 *mem_reg = saved_reg;
5351         return err;
5352 }
5353
5354 /* Implementation details:
5355  * bpf_map_lookup returns PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL
5356  * Two bpf_map_lookups (even with the same key) will have different reg->id.
5357  * For traditional PTR_TO_MAP_VALUE the verifier clears reg->id after
5358  * value_or_null->value transition, since the verifier only cares about
5359  * the range of access to valid map value pointer and doesn't care about actual
5360  * address of the map element.
5361  * For maps with 'struct bpf_spin_lock' inside map value the verifier keeps
5362  * reg->id > 0 after value_or_null->value transition. By doing so
5363  * two bpf_map_lookups will be considered two different pointers that
5364  * point to different bpf_spin_locks.
5365  * The verifier allows taking only one bpf_spin_lock at a time to avoid
5366  * dead-locks.
5367  * Since only one bpf_spin_lock is allowed the checks are simpler than
5368  * reg_is_refcounted() logic. The verifier needs to remember only
5369  * one spin_lock instead of array of acquired_refs.
5370  * cur_state->active_spin_lock remembers which map value element got locked
5371  * and clears it after bpf_spin_unlock.
5372  */
5373 static int process_spin_lock(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
5374                              bool is_lock)
5375 {
5376         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
5377         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
5378         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
5379         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
5380         u64 val = reg->var_off.value;
5381
5382         if (!is_const) {
5383                 verbose(env,
5384                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_spin_lock has to be at the constant offset\n",
5385                         regno);
5386                 return -EINVAL;
5387         }
5388         if (!map->btf) {
5389                 verbose(env,
5390                         "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_spin_lock\n",
5391                         map->name);
5392                 return -EINVAL;
5393         }
5394         if (!map_value_has_spin_lock(map)) {
5395                 if (map->spin_lock_off == -E2BIG)
5396                         verbose(env,
5397                                 "map '%s' has more than one 'struct bpf_spin_lock'\n",
5398                                 map->name);
5399                 else if (map->spin_lock_off == -ENOENT)
5400                         verbose(env,
5401                                 "map '%s' doesn't have 'struct bpf_spin_lock'\n",
5402                                 map->name);
5403                 else
5404                         verbose(env,
5405                                 "map '%s' is not a struct type or bpf_spin_lock is mangled\n",
5406                                 map->name);
5407                 return -EINVAL;
5408         }
5409         if (map->spin_lock_off != val + reg->off) {
5410                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_spin_lock'\n",
5411                         val + reg->off);
5412                 return -EINVAL;
5413         }
5414         if (is_lock) {
5415                 if (cur->active_spin_lock) {
5416                         verbose(env,
5417                                 "Locking two bpf_spin_locks are not allowed\n");
5418                         return -EINVAL;
5419                 }
5420                 cur->active_spin_lock = reg->id;
5421         } else {
5422                 if (!cur->active_spin_lock) {
5423                         verbose(env, "bpf_spin_unlock without taking a lock\n");
5424                         return -EINVAL;
5425                 }
5426                 if (cur->active_spin_lock != reg->id) {
5427                         verbose(env, "bpf_spin_unlock of different lock\n");
5428                         return -EINVAL;
5429                 }
5430                 cur->active_spin_lock = 0;
5431         }
5432         return 0;
5433 }
5434
5435 static int process_timer_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
5436                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
5437 {
5438         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
5439         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
5440         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
5441         u64 val = reg->var_off.value;
5442
5443         if (!is_const) {
5444                 verbose(env,
5445                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_timer has to be at the constant offset\n",
5446                         regno);
5447                 return -EINVAL;
5448         }
5449         if (!map->btf) {
5450                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_timer\n",
5451                         map->name);
5452                 return -EINVAL;
5453         }
5454         if (!map_value_has_timer(map)) {
5455                 if (map->timer_off == -E2BIG)
5456                         verbose(env,
5457                                 "map '%s' has more than one 'struct bpf_timer'\n",
5458                                 map->name);
5459                 else if (map->timer_off == -ENOENT)
5460                         verbose(env,
5461                                 "map '%s' doesn't have 'struct bpf_timer'\n",
5462                                 map->name);
5463                 else
5464                         verbose(env,
5465                                 "map '%s' is not a struct type or bpf_timer is mangled\n",
5466                                 map->name);
5467                 return -EINVAL;
5468         }
5469         if (map->timer_off != val + reg->off) {
5470                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_timer' that is at %d\n",
5471                         val + reg->off, map->timer_off);
5472                 return -EINVAL;
5473         }
5474         if (meta->map_ptr) {
5475                 verbose(env, "verifier bug. Two map pointers in a timer helper\n");
5476                 return -EFAULT;
5477         }
5478         meta->map_uid = reg->map_uid;
5479         meta->map_ptr = map;
5480         return 0;
5481 }
5482
5483 static int process_kptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
5484                              struct bpf_call_arg_meta *meta)
5485 {
5486         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
5487         struct bpf_map_value_off_desc *off_desc;
5488         struct bpf_map *map_ptr = reg->map_ptr;
5489         u32 kptr_off;
5490         int ret;
5491
5492         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
5493                 verbose(env,
5494                         "R%d doesn't have constant offset. kptr has to be at the constant offset\n",
5495                         regno);
5496                 return -EINVAL;
5497         }
5498         if (!map_ptr->btf) {
5499                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_kptr_xchg\n",
5500                         map_ptr->name);
5501                 return -EINVAL;
5502         }
5503         if (!map_value_has_kptrs(map_ptr)) {
5504                 ret = PTR_ERR_OR_ZERO(map_ptr->kptr_off_tab);
5505                 if (ret == -E2BIG)
5506                         verbose(env, "map '%s' has more than %d kptr\n", map_ptr->name,
5507                                 BPF_MAP_VALUE_OFF_MAX);
5508                 else if (ret == -EEXIST)
5509                         verbose(env, "map '%s' has repeating kptr BTF tags\n", map_ptr->name);
5510                 else
5511                         verbose(env, "map '%s' has no valid kptr\n", map_ptr->name);
5512                 return -EINVAL;
5513         }
5514
5515         meta->map_ptr = map_ptr;
5516         kptr_off = reg->off + reg->var_off.value;
5517         off_desc = bpf_map_kptr_off_contains(map_ptr, kptr_off);
5518         if (!off_desc) {
5519                 verbose(env, "off=%d doesn't point to kptr\n", kptr_off);
5520                 return -EACCES;
5521         }
5522         if (off_desc->type != BPF_KPTR_REF) {
5523                 verbose(env, "off=%d kptr isn't referenced kptr\n", kptr_off);
5524                 return -EACCES;
5525         }
5526         meta->kptr_off_desc = off_desc;
5527         return 0;
5528 }
5529
5530 static bool arg_type_is_mem_size(enum bpf_arg_type type)
5531 {
5532         return type == ARG_CONST_SIZE ||
5533                type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO;
5534 }
5535
5536 static bool arg_type_is_alloc_size(enum bpf_arg_type type)
5537 {
5538         return type == ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO;
5539 }
5540
5541 static bool arg_type_is_int_ptr(enum bpf_arg_type type)
5542 {
5543         return type == ARG_PTR_TO_INT ||
5544                type == ARG_PTR_TO_LONG;
5545 }
5546
5547 static bool arg_type_is_release(enum bpf_arg_type type)
5548 {
5549         return type & OBJ_RELEASE;
5550 }
5551
5552 static bool arg_type_is_dynptr(enum bpf_arg_type type)
5553 {
5554         return base_type(type) == ARG_PTR_TO_DYNPTR;
5555 }
5556
5557 static int int_ptr_type_to_size(enum bpf_arg_type type)
5558 {
5559         if (type == ARG_PTR_TO_INT)
5560                 return sizeof(u32);
5561         else if (type == ARG_PTR_TO_LONG)
5562                 return sizeof(u64);
5563
5564         return -EINVAL;
5565 }
5566
5567 static int resolve_map_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
5568                                  const struct bpf_call_arg_meta *meta,
5569                                  enum bpf_arg_type *arg_type)
5570 {
5571         if (!meta->map_ptr) {
5572                 /* kernel subsystem misconfigured verifier */
5573                 verbose(env, "invalid map_ptr to access map->type\n");
5574                 return -EACCES;
5575         }
5576
5577         switch (meta->map_ptr->map_type) {
5578         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
5579         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
5580                 if (*arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
5581                         *arg_type = ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON;
5582                 } else {
5583                         verbose(env, "invalid arg_type for sockmap/sockhash\n");
5584                         return -EINVAL;
5585                 }
5586                 break;
5587         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
5588                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_map_peek_elem)
5589                         *arg_type = ARG_PTR_TO_MAP_VALUE;
5590                 break;
5591         default:
5592                 break;
5593         }
5594         return 0;
5595 }
5596
5597 struct bpf_reg_types {
5598         const enum bpf_reg_type types[10];
5599         u32 *btf_id;
5600 };
5601
5602 static const struct bpf_reg_types map_key_value_types = {
5603         .types = {
5604                 PTR_TO_STACK,
5605                 PTR_TO_PACKET,
5606                 PTR_TO_PACKET_META,
5607                 PTR_TO_MAP_KEY,
5608                 PTR_TO_MAP_VALUE,
5609         },
5610 };
5611
5612 static const struct bpf_reg_types sock_types = {
5613         .types = {
5614                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
5615                 PTR_TO_SOCKET,
5616                 PTR_TO_TCP_SOCK,
5617                 PTR_TO_XDP_SOCK,
5618         },
5619 };
5620
5621 #ifdef CONFIG_NET
5622 static const struct bpf_reg_types btf_id_sock_common_types = {
5623         .types = {
5624                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
5625                 PTR_TO_SOCKET,
5626                 PTR_TO_TCP_SOCK,
5627                 PTR_TO_XDP_SOCK,
5628                 PTR_TO_BTF_ID,
5629         },
5630         .btf_id = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
5631 };
5632 #endif
5633
5634 static const struct bpf_reg_types mem_types = {
5635         .types = {
5636                 PTR_TO_STACK,
5637                 PTR_TO_PACKET,
5638                 PTR_TO_PACKET_META,
5639                 PTR_TO_MAP_KEY,
5640                 PTR_TO_MAP_VALUE,
5641                 PTR_TO_MEM,
5642                 PTR_TO_MEM | MEM_ALLOC,
5643                 PTR_TO_BUF,
5644         },
5645 };
5646
5647 static const struct bpf_reg_types int_ptr_types = {
5648         .types = {
5649                 PTR_TO_STACK,
5650                 PTR_TO_PACKET,
5651                 PTR_TO_PACKET_META,
5652                 PTR_TO_MAP_KEY,
5653                 PTR_TO_MAP_VALUE,
5654         },
5655 };
5656
5657 static const struct bpf_reg_types fullsock_types = { .types = { PTR_TO_SOCKET } };
5658 static const struct bpf_reg_types scalar_types = { .types = { SCALAR_VALUE } };
5659 static const struct bpf_reg_types context_types = { .types = { PTR_TO_CTX } };
5660 static const struct bpf_reg_types alloc_mem_types = { .types = { PTR_TO_MEM | MEM_ALLOC } };
5661 static const struct bpf_reg_types const_map_ptr_types = { .types = { CONST_PTR_TO_MAP } };
5662 static const struct bpf_reg_types btf_ptr_types = { .types = { PTR_TO_BTF_ID } };
5663 static const struct bpf_reg_types spin_lock_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
5664 static const struct bpf_reg_types percpu_btf_ptr_types = { .types = { PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU } };
5665 static const struct bpf_reg_types func_ptr_types = { .types = { PTR_TO_FUNC } };
5666 static const struct bpf_reg_types stack_ptr_types = { .types = { PTR_TO_STACK } };
5667 static const struct bpf_reg_types const_str_ptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
5668 static const struct bpf_reg_types timer_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
5669 static const struct bpf_reg_types kptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
5670
5671 static const struct bpf_reg_types *compatible_reg_types[__BPF_ARG_TYPE_MAX] = {
5672         [ARG_PTR_TO_MAP_KEY]            = &map_key_value_types,
5673         [ARG_PTR_TO_MAP_VALUE]          = &map_key_value_types,
5674         [ARG_CONST_SIZE]                = &scalar_types,
5675         [ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO]        = &scalar_types,
5676         [ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO]  = &scalar_types,
5677         [ARG_CONST_MAP_PTR]             = &const_map_ptr_types,
5678         [ARG_PTR_TO_CTX]                = &context_types,
5679         [ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON]        = &sock_types,
5680 #ifdef CONFIG_NET
5681         [ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON] = &btf_id_sock_common_types,
5682 #endif
5683         [ARG_PTR_TO_SOCKET]             = &fullsock_types,
5684         [ARG_PTR_TO_BTF_ID]             = &btf_ptr_types,
5685         [ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK]          = &spin_lock_types,
5686         [ARG_PTR_TO_MEM]                = &mem_types,
5687         [ARG_PTR_TO_ALLOC_MEM]          = &alloc_mem_types,
5688         [ARG_PTR_TO_INT]                = &int_ptr_types,
5689         [ARG_PTR_TO_LONG]               = &int_ptr_types,
5690         [ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID]      = &percpu_btf_ptr_types,
5691         [ARG_PTR_TO_FUNC]               = &func_ptr_types,
5692         [ARG_PTR_TO_STACK]              = &stack_ptr_types,
5693         [ARG_PTR_TO_CONST_STR]          = &const_str_ptr_types,
5694         [ARG_PTR_TO_TIMER]              = &timer_types,
5695         [ARG_PTR_TO_KPTR]               = &kptr_types,
5696         [ARG_PTR_TO_DYNPTR]             = &stack_ptr_types,
5697 };
5698
5699 static int check_reg_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5700                           enum bpf_arg_type arg_type,
5701                           const u32 *arg_btf_id,
5702                           struct bpf_call_arg_meta *meta)
5703 {
5704         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
5705         enum bpf_reg_type expected, type = reg->type;
5706         const struct bpf_reg_types *compatible;
5707         int i, j;
5708
5709         compatible = compatible_reg_types[base_type(arg_type)];
5710         if (!compatible) {
5711                 verbose(env, "verifier internal error: unsupported arg type %d\n", arg_type);
5712                 return -EFAULT;
5713         }
5714
5715         /* ARG_PTR_TO_MEM + RDONLY is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + RDONLY,
5716          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM and NOT with PTR_TO_MEM + RDONLY
5717          *
5718          * Same for MAYBE_NULL:
5719          *
5720          * ARG_PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL,
5721          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM but NOT with PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL
5722          *
5723          * Therefore we fold these flags depending on the arg_type before comparison.
5724          */
5725         if (arg_type & MEM_RDONLY)
5726                 type &= ~MEM_RDONLY;
5727         if (arg_type & PTR_MAYBE_NULL)
5728                 type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
5729
5730         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(compatible->types); i++) {
5731                 expected = compatible->types[i];
5732                 if (expected == NOT_INIT)
5733                         break;
5734
5735                 if (type == expected)
5736                         goto found;
5737         }
5738
5739         verbose(env, "R%d type=%s expected=", regno, reg_type_str(env, reg->type));
5740         for (j = 0; j + 1 < i; j++)
5741                 verbose(env, "%s, ", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
5742         verbose(env, "%s\n", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
5743         return -EACCES;
5744
5745 found:
5746         if (reg->type == PTR_TO_BTF_ID) {
5747                 /* For bpf_sk_release, it needs to match against first member
5748                  * 'struct sock_common', hence make an exception for it. This
5749                  * allows bpf_sk_release to work for multiple socket types.
5750                  */
5751                 bool strict_type_match = arg_type_is_release(arg_type) &&
5752                                          meta->func_id != BPF_FUNC_sk_release;
5753
5754                 if (!arg_btf_id) {
5755                         if (!compatible->btf_id) {
5756                                 verbose(env, "verifier internal error: missing arg compatible BTF ID\n");
5757                                 return -EFAULT;
5758                         }
5759                         arg_btf_id = compatible->btf_id;
5760                 }
5761
5762                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
5763                         if (map_kptr_match_type(env, meta->kptr_off_desc, reg, regno))
5764                                 return -EACCES;
5765                 } else if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
5766                                                  btf_vmlinux, *arg_btf_id,
5767                                                  strict_type_match)) {
5768                         verbose(env, "R%d is of type %s but %s is expected\n",
5769                                 regno, kernel_type_name(reg->btf, reg->btf_id),
5770                                 kernel_type_name(btf_vmlinux, *arg_btf_id));
5771                         return -EACCES;
5772                 }
5773         }
5774
5775         return 0;
5776 }
5777
5778 int check_func_arg_reg_off(struct bpf_verifier_env *env,
5779                            const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
5780                            enum bpf_arg_type arg_type)
5781 {
5782         enum bpf_reg_type type = reg->type;
5783         bool fixed_off_ok = false;
5784
5785         switch ((u32)type) {
5786         /* Pointer types where reg offset is explicitly allowed: */
5787         case PTR_TO_STACK:
5788                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type) && reg->off % BPF_REG_SIZE) {
5789                         verbose(env, "cannot pass in dynptr at an offset\n");
5790                         return -EINVAL;
5791                 }
5792                 fallthrough;
5793         case PTR_TO_PACKET:
5794         case PTR_TO_PACKET_META:
5795         case PTR_TO_MAP_KEY:
5796         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5797         case PTR_TO_MEM:
5798         case PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY:
5799         case PTR_TO_MEM | MEM_ALLOC:
5800         case PTR_TO_BUF:
5801         case PTR_TO_BUF | MEM_RDONLY:
5802         case SCALAR_VALUE:
5803                 /* Some of the argument types nevertheless require a
5804                  * zero register offset.
5805                  */
5806                 if (base_type(arg_type) != ARG_PTR_TO_ALLOC_MEM)
5807                         return 0;
5808                 break;
5809         /* All the rest must be rejected, except PTR_TO_BTF_ID which allows
5810          * fixed offset.
5811          */
5812         case PTR_TO_BTF_ID:
5813                 /* When referenced PTR_TO_BTF_ID is passed to release function,
5814                  * it's fixed offset must be 0. In the other cases, fixed offset
5815                  * can be non-zero.
5816                  */
5817                 if (arg_type_is_release(arg_type) && reg->off) {
5818                         verbose(env, "R%d must have zero offset when passed to release func\n",
5819                                 regno);
5820                         return -EINVAL;
5821                 }
5822                 /* For arg is release pointer, fixed_off_ok must be false, but
5823                  * we already checked and rejected reg->off != 0 above, so set
5824                  * to true to allow fixed offset for all other cases.
5825                  */
5826                 fixed_off_ok = true;
5827                 break;
5828         default:
5829                 break;
5830         }
5831         return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, fixed_off_ok);
5832 }
5833
5834 static u32 stack_slot_get_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
5835 {
5836         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
5837         int spi = get_spi(reg->off);
5838
5839         return state->stack[spi].spilled_ptr.id;
5840 }
5841
5842 static int check_func_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 arg,
5843                           struct bpf_call_arg_meta *meta,
5844                           const struct bpf_func_proto *fn)
5845 {
5846         u32 regno = BPF_REG_1 + arg;
5847         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
5848         enum bpf_arg_type arg_type = fn->arg_type[arg];
5849         enum bpf_reg_type type = reg->type;
5850         u32 *arg_btf_id = NULL;
5851         int err = 0;
5852
5853         if (arg_type == ARG_DONTCARE)
5854                 return 0;
5855
5856         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
5857         if (err)
5858                 return err;
5859
5860         if (arg_type == ARG_ANYTHING) {
5861                 if (is_pointer_value(env, regno)) {
5862                         verbose(env, "R%d leaks addr into helper function\n",
5863                                 regno);
5864                         return -EACCES;
5865                 }
5866                 return 0;
5867         }
5868
5869         if (type_is_pkt_pointer(type) &&
5870             !may_access_direct_pkt_data(env, meta, BPF_READ)) {
5871                 verbose(env, "helper access to the packet is not allowed\n");
5872                 return -EACCES;
5873         }
5874
5875         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
5876                 err = resolve_map_arg_type(env, meta, &arg_type);
5877                 if (err)
5878                         return err;
5879         }
5880
5881         if (register_is_null(reg) && type_may_be_null(arg_type))
5882                 /* A NULL register has a SCALAR_VALUE type, so skip
5883                  * type checking.
5884                  */
5885                 goto skip_type_check;
5886
5887         /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
5888         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_BTF_ID)
5889                 arg_btf_id = fn->arg_btf_id[arg];
5890
5891         err = check_reg_type(env, regno, arg_type, arg_btf_id, meta);
5892         if (err)
5893                 return err;
5894
5895         err = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
5896         if (err)
5897                 return err;
5898
5899 skip_type_check:
5900         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
5901                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type)) {
5902                         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
5903                         int spi = get_spi(reg->off);
5904
5905                         if (!is_spi_bounds_valid(state, spi, BPF_DYNPTR_NR_SLOTS) ||
5906                             !state->stack[spi].spilled_ptr.id) {
5907                                 verbose(env, "arg %d is an unacquired reference\n", regno);
5908                                 return -EINVAL;
5909                         }
5910                 } else if (!reg->ref_obj_id && !register_is_null(reg)) {
5911                         verbose(env, "R%d must be referenced when passed to release function\n",
5912                                 regno);
5913                         return -EINVAL;
5914                 }
5915                 if (meta->release_regno) {
5916                         verbose(env, "verifier internal error: more than one release argument\n");
5917                         return -EFAULT;
5918                 }
5919                 meta->release_regno = regno;
5920         }
5921
5922         if (reg->ref_obj_id) {
5923                 if (meta->ref_obj_id) {
5924                         verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
5925                                 regno, reg->ref_obj_id,
5926                                 meta->ref_obj_id);
5927                         return -EFAULT;
5928                 }
5929                 meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
5930         }
5931
5932         if (arg_type == ARG_CONST_MAP_PTR) {
5933                 /* bpf_map_xxx(map_ptr) call: remember that map_ptr */
5934                 if (meta->map_ptr) {
5935                         /* Use map_uid (which is unique id of inner map) to reject:
5936                          * inner_map1 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key1)
5937                          * inner_map2 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key2)
5938                          * if (inner_map1 && inner_map2) {
5939                          *     timer = bpf_map_lookup_elem(inner_map1);
5940                          *     if (timer)
5941                          *         // mismatch would have been allowed
5942                          *         bpf_timer_init(timer, inner_map2);
5943                          * }
5944                          *
5945                          * Comparing map_ptr is enough to distinguish normal and outer maps.
5946                          */
5947                         if (meta->map_ptr != reg->map_ptr ||
5948                             meta->map_uid != reg->map_uid) {
5949                                 verbose(env,
5950                                         "timer pointer in R1 map_uid=%d doesn't match map pointer in R2 map_uid=%d\n",
5951                                         meta->map_uid, reg->map_uid);
5952                                 return -EINVAL;
5953                         }
5954                 }
5955                 meta->map_ptr = reg->map_ptr;
5956                 meta->map_uid = reg->map_uid;
5957         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY) {
5958                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., key) call:
5959                  * check that [key, key + map->key_size) are within
5960                  * stack limits and initialized
5961                  */
5962                 if (!meta->map_ptr) {
5963                         /* in function declaration map_ptr must come before
5964                          * map_key, so that it's verified and known before
5965                          * we have to check map_key here. Otherwise it means
5966                          * that kernel subsystem misconfigured verifier
5967                          */
5968                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->key\n");
5969                         return -EACCES;
5970                 }
5971                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
5972                                               meta->map_ptr->key_size, false,
5973                                               NULL);
5974         } else if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
5975                 if (type_may_be_null(arg_type) && register_is_null(reg))
5976                         return 0;
5977
5978                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., value) call:
5979                  * check [value, value + map->value_size) validity
5980                  */
5981                 if (!meta->map_ptr) {
5982                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
5983                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->value\n");
5984                         return -EACCES;
5985                 }
5986                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
5987                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
5988                                               meta->map_ptr->value_size, false,
5989                                               meta);
5990         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID) {
5991                 if (!reg->btf_id) {
5992                         verbose(env, "Helper has invalid btf_id in R%d\n", regno);
5993                         return -EACCES;
5994                 }
5995                 meta->ret_btf = reg->btf;
5996                 meta->ret_btf_id = reg->btf_id;
5997         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK) {
5998                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_lock) {
5999                         if (process_spin_lock(env, regno, true))
6000                                 return -EACCES;
6001                 } else if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_unlock) {
6002                         if (process_spin_lock(env, regno, false))
6003                                 return -EACCES;
6004                 } else {
6005                         verbose(env, "verifier internal error\n");
6006                         return -EFAULT;
6007                 }
6008         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_TIMER) {
6009                 if (process_timer_func(env, regno, meta))
6010                         return -EACCES;
6011         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_FUNC) {
6012                 meta->subprogno = reg->subprogno;
6013         } else if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MEM) {
6014                 /* The access to this pointer is only checked when we hit the
6015                  * next is_mem_size argument below.
6016                  */
6017                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
6018                 if (arg_type & MEM_FIXED_SIZE) {
6019                         err = check_helper_mem_access(env, regno,
6020                                                       fn->arg_size[arg], false,
6021                                                       meta);
6022                 }
6023         } else if (arg_type_is_mem_size(arg_type)) {
6024                 bool zero_size_allowed = (arg_type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO);
6025
6026                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, zero_size_allowed, meta);
6027         } else if (arg_type_is_dynptr(arg_type)) {
6028                 if (arg_type & MEM_UNINIT) {
6029                         if (!is_dynptr_reg_valid_uninit(env, reg)) {
6030                                 verbose(env, "Dynptr has to be an uninitialized dynptr\n");
6031                                 return -EINVAL;
6032                         }
6033
6034                         /* We only support one dynptr being uninitialized at the moment,
6035                          * which is sufficient for the helper functions we have right now.
6036                          */
6037                         if (meta->uninit_dynptr_regno) {
6038                                 verbose(env, "verifier internal error: multiple uninitialized dynptr args\n");
6039                                 return -EFAULT;
6040                         }
6041
6042                         meta->uninit_dynptr_regno = regno;
6043                 } else if (!is_dynptr_reg_valid_init(env, reg, arg_type)) {
6044                         const char *err_extra = "";
6045
6046                         switch (arg_type & DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK) {
6047                         case DYNPTR_TYPE_LOCAL:
6048                                 err_extra = "local ";
6049                                 break;
6050                         case DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
6051                                 err_extra = "ringbuf ";
6052                                 break;
6053                         default:
6054                                 break;
6055                         }
6056
6057                         verbose(env, "Expected an initialized %sdynptr as arg #%d\n",
6058                                 err_extra, arg + 1);
6059                         return -EINVAL;
6060                 }
6061         } else if (arg_type_is_alloc_size(arg_type)) {
6062                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
6063                         verbose(env, "R%d is not a known constant'\n",
6064                                 regno);
6065                         return -EACCES;
6066                 }
6067                 meta->mem_size = reg->var_off.value;
6068         } else if (arg_type_is_int_ptr(arg_type)) {
6069                 int size = int_ptr_type_to_size(arg_type);
6070
6071                 err = check_helper_mem_access(env, regno, size, false, meta);
6072                 if (err)
6073                         return err;
6074                 err = check_ptr_alignment(env, reg, 0, size, true);
6075         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_CONST_STR) {
6076                 struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6077                 int map_off;
6078                 u64 map_addr;
6079                 char *str_ptr;
6080
6081                 if (!bpf_map_is_rdonly(map)) {
6082                         verbose(env, "R%d does not point to a readonly map'\n", regno);
6083                         return -EACCES;
6084                 }
6085
6086                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
6087                         verbose(env, "R%d is not a constant address'\n", regno);
6088                         return -EACCES;
6089                 }
6090
6091                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
6092                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
6093                         return -EACCES;
6094                 }
6095
6096                 err = check_map_access(env, regno, reg->off,
6097                                        map->value_size - reg->off, false,
6098                                        ACCESS_HELPER);
6099                 if (err)
6100                         return err;
6101
6102                 map_off = reg->off + reg->var_off.value;
6103                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &map_addr, map_off);
6104                 if (err) {
6105                         verbose(env, "direct value access on string failed\n");
6106                         return err;
6107                 }
6108
6109                 str_ptr = (char *)(long)(map_addr);
6110                 if (!strnchr(str_ptr + map_off, map->value_size - map_off, 0)) {
6111                         verbose(env, "string is not zero-terminated\n");
6112                         return -EINVAL;
6113                 }
6114         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_KPTR) {
6115                 if (process_kptr_func(env, regno, meta))
6116                         return -EACCES;
6117         }
6118
6119         return err;
6120 }
6121
6122 static bool may_update_sockmap(struct bpf_verifier_env *env, int func_id)
6123 {
6124         enum bpf_attach_type eatype = env->prog->expected_attach_type;
6125         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
6126
6127         if (func_id != BPF_FUNC_map_update_elem)
6128                 return false;
6129
6130         /* It's not possible to get access to a locked struct sock in these
6131          * contexts, so updating is safe.
6132          */
6133         switch (type) {
6134         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
6135                 if (eatype == BPF_TRACE_ITER)
6136                         return true;
6137                 break;
6138         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
6139         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
6140         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
6141         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
6142         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
6143         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
6144         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
6145                 return true;
6146         default:
6147                 break;
6148         }
6149
6150         verbose(env, "cannot update sockmap in this context\n");
6151         return false;
6152 }
6153
6154 static bool allow_tail_call_in_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
6155 {
6156         return env->prog->jit_requested && IS_ENABLED(CONFIG_X86_64);
6157 }
6158
6159 static int check_map_func_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
6160                                         struct bpf_map *map, int func_id)
6161 {
6162         if (!map)
6163                 return 0;
6164
6165         /* We need a two way check, first is from map perspective ... */
6166         switch (map->map_type) {
6167         case BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY:
6168                 if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
6169                         goto error;
6170                 break;
6171         case BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY:
6172                 if (func_id != BPF_FUNC_perf_event_read &&
6173                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_output &&
6174                     func_id != BPF_FUNC_skb_output &&
6175                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_read_value &&
6176                     func_id != BPF_FUNC_xdp_output)
6177                         goto error;
6178                 break;
6179         case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
6180                 if (func_id != BPF_FUNC_ringbuf_output &&
6181                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve &&
6182                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_query &&
6183                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr &&
6184                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr &&
6185                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr)
6186                         goto error;
6187                 break;
6188         case BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE:
6189                 if (func_id != BPF_FUNC_get_stackid)
6190                         goto error;
6191                 break;
6192         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY:
6193                 if (func_id != BPF_FUNC_skb_under_cgroup &&
6194                     func_id != BPF_FUNC_current_task_under_cgroup)
6195                         goto error;
6196                 break;
6197         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE:
6198         case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE:
6199                 if (func_id != BPF_FUNC_get_local_storage)
6200                         goto error;
6201                 break;
6202         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP:
6203         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH:
6204                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
6205                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
6206                         goto error;
6207                 break;
6208         /* Restrict bpf side of cpumap and xskmap, open when use-cases
6209          * appear.
6210          */
6211         case BPF_MAP_TYPE_CPUMAP:
6212                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
6213                         goto error;
6214                 break;
6215         case BPF_MAP_TYPE_XSKMAP:
6216                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
6217                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
6218                         goto error;
6219                 break;
6220         case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
6221         case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
6222                 if (func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
6223                         goto error;
6224                 break;
6225         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
6226                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_map &&
6227                     func_id != BPF_FUNC_sock_map_update &&
6228                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
6229                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_map &&
6230                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
6231                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
6232                     !may_update_sockmap(env, func_id))
6233                         goto error;
6234                 break;
6235         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
6236                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_hash &&
6237                     func_id != BPF_FUNC_sock_hash_update &&
6238                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
6239                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_hash &&
6240                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
6241                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
6242                     !may_update_sockmap(env, func_id))
6243                         goto error;
6244                 break;
6245         case BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY:
6246                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport)
6247                         goto error;
6248                 break;
6249         case BPF_MAP_TYPE_QUEUE:
6250         case BPF_MAP_TYPE_STACK:
6251                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
6252                     func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
6253                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
6254                         goto error;
6255                 break;
6256         case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
6257                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_storage_get &&
6258                     func_id != BPF_FUNC_sk_storage_delete)
6259                         goto error;
6260                 break;
6261         case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
6262                 if (func_id != BPF_FUNC_inode_storage_get &&
6263                     func_id != BPF_FUNC_inode_storage_delete)
6264                         goto error;
6265                 break;
6266         case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
6267                 if (func_id != BPF_FUNC_task_storage_get &&
6268                     func_id != BPF_FUNC_task_storage_delete)
6269                         goto error;
6270                 break;
6271         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
6272                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
6273                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
6274                         goto error;
6275                 break;
6276         default:
6277                 break;
6278         }
6279
6280         /* ... and second from the function itself. */
6281         switch (func_id) {
6282         case BPF_FUNC_tail_call:
6283                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
6284                         goto error;
6285                 if (env->subprog_cnt > 1 && !allow_tail_call_in_subprogs(env)) {
6286                         verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
6287                         return -EINVAL;
6288                 }
6289                 break;
6290         case BPF_FUNC_perf_event_read:
6291         case BPF_FUNC_perf_event_output:
6292         case BPF_FUNC_perf_event_read_value:
6293         case BPF_FUNC_skb_output:
6294         case BPF_FUNC_xdp_output:
6295                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY)
6296                         goto error;
6297                 break;
6298         case BPF_FUNC_ringbuf_output:
6299         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve:
6300         case BPF_FUNC_ringbuf_query:
6301         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr:
6302         case BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr:
6303         case BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr:
6304                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_RINGBUF)
6305                         goto error;
6306                 break;
6307         case BPF_FUNC_get_stackid:
6308                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE)
6309                         goto error;
6310                 break;
6311         case BPF_FUNC_current_task_under_cgroup:
6312         case BPF_FUNC_skb_under_cgroup:
6313                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY)
6314                         goto error;
6315                 break;
6316         case BPF_FUNC_redirect_map:
6317                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP &&
6318                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH &&
6319                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CPUMAP &&
6320                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_XSKMAP)
6321                         goto error;
6322                 break;
6323         case BPF_FUNC_sk_redirect_map:
6324         case BPF_FUNC_msg_redirect_map:
6325         case BPF_FUNC_sock_map_update:
6326                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP)
6327                         goto error;
6328                 break;
6329         case BPF_FUNC_sk_redirect_hash:
6330         case BPF_FUNC_msg_redirect_hash:
6331         case BPF_FUNC_sock_hash_update:
6332                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
6333                         goto error;
6334                 break;
6335         case BPF_FUNC_get_local_storage:
6336                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE &&
6337                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE)
6338                         goto error;
6339                 break;
6340         case BPF_FUNC_sk_select_reuseport:
6341                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY &&
6342                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP &&
6343                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
6344                         goto error;
6345                 break;
6346         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
6347                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
6348                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK)
6349                         goto error;
6350                 break;
6351         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
6352         case BPF_FUNC_map_push_elem:
6353                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
6354                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK &&
6355                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER)
6356                         goto error;
6357                 break;
6358         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
6359                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY &&
6360                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
6361                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH)
6362                         goto error;
6363                 break;
6364         case BPF_FUNC_sk_storage_get:
6365         case BPF_FUNC_sk_storage_delete:
6366                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE)
6367                         goto error;
6368                 break;
6369         case BPF_FUNC_inode_storage_get:
6370         case BPF_FUNC_inode_storage_delete:
6371                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE)
6372                         goto error;
6373                 break;
6374         case BPF_FUNC_task_storage_get:
6375         case BPF_FUNC_task_storage_delete:
6376                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE)
6377                         goto error;
6378                 break;
6379         default:
6380                 break;
6381         }
6382
6383         return 0;
6384 error:
6385         verbose(env, "cannot pass map_type %d into func %s#%d\n",
6386                 map->map_type, func_id_name(func_id), func_id);
6387         return -EINVAL;
6388 }
6389
6390 static bool check_raw_mode_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
6391 {
6392         int count = 0;
6393
6394         if (fn->arg1_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6395                 count++;
6396         if (fn->arg2_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6397                 count++;
6398         if (fn->arg3_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6399                 count++;
6400         if (fn->arg4_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6401                 count++;
6402         if (fn->arg5_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6403                 count++;
6404
6405         /* We only support one arg being in raw mode at the moment,
6406          * which is sufficient for the helper functions we have
6407          * right now.
6408          */
6409         return count <= 1;
6410 }
6411
6412 static bool check_args_pair_invalid(const struct bpf_func_proto *fn, int arg)
6413 {
6414         bool is_fixed = fn->arg_type[arg] & MEM_FIXED_SIZE;
6415         bool has_size = fn->arg_size[arg] != 0;
6416         bool is_next_size = false;
6417
6418         if (arg + 1 < ARRAY_SIZE(fn->arg_type))
6419                 is_next_size = arg_type_is_mem_size(fn->arg_type[arg + 1]);
6420
6421         if (base_type(fn->arg_type[arg]) != ARG_PTR_TO_MEM)
6422                 return is_next_size;
6423
6424         return has_size == is_next_size || is_next_size == is_fixed;
6425 }
6426
6427 static bool check_arg_pair_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
6428 {
6429         /* bpf_xxx(..., buf, len) call will access 'len'
6430          * bytes from memory 'buf'. Both arg types need
6431          * to be paired, so make sure there's no buggy
6432          * helper function specification.
6433          */
6434         if (arg_type_is_mem_size(fn->arg1_type) ||
6435             check_args_pair_invalid(fn, 0) ||
6436             check_args_pair_invalid(fn, 1) ||
6437             check_args_pair_invalid(fn, 2) ||
6438             check_args_pair_invalid(fn, 3) ||
6439             check_args_pair_invalid(fn, 4))
6440                 return false;
6441
6442         return true;
6443 }
6444
6445 static bool check_refcount_ok(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
6446 {
6447         int count = 0;
6448
6449         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg1_type))
6450                 count++;
6451         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg2_type))
6452                 count++;
6453         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg3_type))
6454                 count++;
6455         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg4_type))
6456                 count++;
6457         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg5_type))
6458                 count++;
6459
6460         /* A reference acquiring function cannot acquire
6461          * another refcounted ptr.
6462          */
6463         if (may_be_acquire_function(func_id) && count)
6464                 return false;
6465
6466         /* We only support one arg being unreferenced at the moment,
6467          * which is sufficient for the helper functions we have right now.
6468          */
6469         return count <= 1;
6470 }
6471
6472 static bool check_btf_id_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
6473 {
6474         int i;
6475
6476         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fn->arg_type); i++) {
6477                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_BTF_ID && !fn->arg_btf_id[i])
6478                         return false;
6479
6480                 if (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_BTF_ID && fn->arg_btf_id[i] &&
6481                     /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
6482                     (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_MEM ||
6483                      !(fn->arg_type[i] & MEM_FIXED_SIZE)))
6484                         return false;
6485         }
6486
6487         return true;
6488 }
6489
6490 static int check_func_proto(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id,
6491                             struct bpf_call_arg_meta *meta)
6492 {
6493         return check_raw_mode_ok(fn) &&
6494                check_arg_pair_ok(fn) &&
6495                check_btf_id_ok(fn) &&
6496                check_refcount_ok(fn, func_id) ? 0 : -EINVAL;
6497 }
6498
6499 /* Packet data might have moved, any old PTR_TO_PACKET[_META,_END]
6500  * are now invalid, so turn them into unknown SCALAR_VALUE.
6501  */
6502 static void __clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env,
6503                                      struct bpf_func_state *state)
6504 {
6505         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
6506         int i;
6507
6508         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
6509                 if (reg_is_pkt_pointer_any(&regs[i]))
6510                         mark_reg_unknown(env, regs, i);
6511
6512         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
6513                 if (!reg)
6514                         continue;
6515                 if (reg_is_pkt_pointer_any(reg))
6516                         __mark_reg_unknown(env, reg);
6517         }
6518 }
6519
6520 static void clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env)
6521 {
6522         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
6523         int i;
6524
6525         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
6526                 __clear_all_pkt_pointers(env, vstate->frame[i]);
6527 }
6528
6529 enum {
6530         AT_PKT_END = -1,
6531         BEYOND_PKT_END = -2,
6532 };
6533
6534 static void mark_pkt_end(struct bpf_verifier_state *vstate, int regn, bool range_open)
6535 {
6536         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
6537         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regn];
6538
6539         if (reg->type != PTR_TO_PACKET)
6540                 /* PTR_TO_PACKET_META is not supported yet */
6541                 return;
6542
6543         /* The 'reg' is pkt > pkt_end or pkt >= pkt_end.
6544          * How far beyond pkt_end it goes is unknown.
6545          * if (!range_open) it's the case of pkt >= pkt_end
6546          * if (range_open) it's the case of pkt > pkt_end
6547          * hence this pointer is at least 1 byte bigger than pkt_end
6548          */
6549         if (range_open)
6550                 reg->range = BEYOND_PKT_END;
6551         else
6552                 reg->range = AT_PKT_END;
6553 }
6554
6555 static void release_reg_references(struct bpf_verifier_env *env,
6556                                    struct bpf_func_state *state,
6557                                    int ref_obj_id)
6558 {
6559         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
6560         int i;
6561
6562         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
6563                 if (regs[i].ref_obj_id == ref_obj_id)
6564                         mark_reg_unknown(env, regs, i);
6565
6566         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
6567                 if (!reg)
6568                         continue;
6569                 if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id)
6570                         __mark_reg_unknown(env, reg);
6571         }
6572 }
6573
6574 /* The pointer with the specified id has released its reference to kernel
6575  * resources. Identify all copies of the same pointer and clear the reference.
6576  */
6577 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env,
6578                              int ref_obj_id)
6579 {
6580         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
6581         int err;
6582         int i;
6583
6584         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
6585         if (err)
6586                 return err;
6587
6588         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
6589                 release_reg_references(env, vstate->frame[i], ref_obj_id);
6590
6591         return 0;
6592 }
6593
6594 static void clear_caller_saved_regs(struct bpf_verifier_env *env,
6595                                     struct bpf_reg_state *regs)
6596 {
6597         int i;
6598
6599         /* after the call registers r0 - r5 were scratched */
6600         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
6601                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
6602                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
6603         }
6604 }
6605
6606 typedef int (*set_callee_state_fn)(struct bpf_verifier_env *env,
6607                                    struct bpf_func_state *caller,
6608                                    struct bpf_func_state *callee,
6609                                    int insn_idx);
6610
6611 static int __check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
6612                              int *insn_idx, int subprog,
6613                              set_callee_state_fn set_callee_state_cb)
6614 {
6615         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
6616         struct bpf_func_info_aux *func_info_aux;
6617         struct bpf_func_state *caller, *callee;
6618         int err;
6619         bool is_global = false;
6620
6621         if (state->curframe + 1 >= MAX_CALL_FRAMES) {
6622                 verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep\n",
6623                         state->curframe + 2);
6624                 return -E2BIG;
6625         }
6626
6627         caller = state->frame[state->curframe];
6628         if (state->frame[state->curframe + 1]) {
6629                 verbose(env, "verifier bug. Frame %d already allocated\n",
6630                         state->curframe + 1);
6631                 return -EFAULT;
6632         }
6633
6634         func_info_aux = env->prog->aux->func_info_aux;
6635         if (func_info_aux)
6636                 is_global = func_info_aux[subprog].linkage == BTF_FUNC_GLOBAL;
6637         err = btf_check_subprog_arg_match(env, subprog, caller->regs);
6638         if (err == -EFAULT)
6639                 return err;
6640         if (is_global) {
6641                 if (err) {
6642                         verbose(env, "Caller passes invalid args into func#%d\n",
6643                                 subprog);
6644                         return err;
6645                 } else {
6646                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
6647                                 verbose(env,
6648                                         "Func#%d is global and valid. Skipping.\n",
6649                                         subprog);
6650                         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
6651
6652                         /* All global functions return a 64-bit SCALAR_VALUE */
6653                         mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
6654                         caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
6655
6656                         /* continue with next insn after call */
6657                         return 0;
6658                 }
6659         }
6660
6661         if (insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
6662             insn->src_reg == 0 &&
6663             insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
6664                 struct bpf_verifier_state *async_cb;
6665
6666                 /* there is no real recursion here. timer callbacks are async */
6667                 env->subprog_info[subprog].is_async_cb = true;
6668                 async_cb = push_async_cb(env, env->subprog_info[subprog].start,
6669                                          *insn_idx, subprog);
6670                 if (!async_cb)
6671                         return -EFAULT;
6672                 callee = async_cb->frame[0];
6673                 callee->async_entry_cnt = caller->async_entry_cnt + 1;
6674
6675                 /* Convert bpf_timer_set_callback() args into timer callback args */
6676                 err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
6677                 if (err)
6678                         return err;
6679
6680                 clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
6681                 mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
6682                 caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
6683                 /* continue with next insn after call */
6684                 return 0;
6685         }
6686
6687         callee = kzalloc(sizeof(*callee), GFP_KERNEL);
6688         if (!callee)
6689                 return -ENOMEM;
6690         state->frame[state->curframe + 1] = callee;
6691
6692         /* callee cannot access r0, r6 - r9 for reading and has to write
6693          * into its own stack before reading from it.
6694          * callee can read/write into caller's stack
6695          */
6696         init_func_state(env, callee,
6697                         /* remember the callsite, it will be used by bpf_exit */
6698                         *insn_idx /* callsite */,
6699                         state->curframe + 1 /* frameno within this callchain */,
6700                         subprog /* subprog number within this prog */);
6701
6702         /* Transfer references to the callee */
6703         err = copy_reference_state(callee, caller);
6704         if (err)
6705                 return err;
6706
6707         err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
6708         if (err)
6709                 return err;
6710
6711         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
6712
6713         /* only increment it after check_reg_arg() finished */
6714         state->curframe++;
6715
6716         /* and go analyze first insn of the callee */
6717         *insn_idx = env->subprog_info[subprog].start - 1;
6718
6719         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
6720                 verbose(env, "caller:\n");
6721                 print_verifier_state(env, caller, true);
6722                 verbose(env, "callee:\n");
6723                 print_verifier_state(env, callee, true);
6724         }
6725         return 0;
6726 }
6727
6728 int map_set_for_each_callback_args(struct bpf_verifier_env *env,
6729                                    struct bpf_func_state *caller,
6730                                    struct bpf_func_state *callee)
6731 {
6732         /* bpf_for_each_map_elem(struct bpf_map *map, void *callback_fn,
6733          *      void *callback_ctx, u64 flags);
6734          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
6735          *      void *callback_ctx);
6736          */
6737         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
6738
6739         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
6740         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
6741         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
6742
6743         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
6744         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
6745         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
6746
6747         /* pointer to stack or null */
6748         callee->regs[BPF_REG_4] = caller->regs[BPF_REG_3];
6749
6750         /* unused */
6751         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
6752         return 0;
6753 }
6754
6755 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
6756                             struct bpf_func_state *caller,
6757                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx)
6758 {
6759         int i;
6760
6761         /* copy r1 - r5 args that callee can access.  The copy includes parent
6762          * pointers, which connects us up to the liveness chain
6763          */
6764         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
6765                 callee->regs[i] = caller->regs[i];
6766         return 0;
6767 }
6768
6769 static int check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
6770                            int *insn_idx)
6771 {
6772         int subprog, target_insn;
6773
6774         target_insn = *insn_idx + insn->imm + 1;
6775         subprog = find_subprog(env, target_insn);
6776         if (subprog < 0) {
6777                 verbose(env, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
6778                         target_insn);
6779                 return -EFAULT;
6780         }
6781
6782         return __check_func_call(env, insn, insn_idx, subprog, set_callee_state);
6783 }
6784
6785 static int set_map_elem_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
6786                                        struct bpf_func_state *caller,
6787                                        struct bpf_func_state *callee,
6788                                        int insn_idx)
6789 {
6790         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
6791         struct bpf_map *map;
6792         int err;
6793
6794         if (bpf_map_ptr_poisoned(insn_aux)) {
6795                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
6796                 return -EINVAL;
6797         }
6798
6799         map = BPF_MAP_PTR(insn_aux->map_ptr_state);
6800         if (!map->ops->map_set_for_each_callback_args ||
6801             !map->ops->map_for_each_callback) {
6802                 verbose(env, "callback function not allowed for map\n");
6803                 return -ENOTSUPP;
6804         }
6805
6806         err = map->ops->map_set_for_each_callback_args(env, caller, callee);
6807         if (err)
6808                 return err;
6809
6810         callee->in_callback_fn = true;
6811         return 0;
6812 }
6813
6814 static int set_loop_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
6815                                    struct bpf_func_state *caller,
6816                                    struct bpf_func_state *callee,
6817                                    int insn_idx)
6818 {
6819         /* bpf_loop(u32 nr_loops, void *callback_fn, void *callback_ctx,
6820          *          u64 flags);
6821          * callback_fn(u32 index, void *callback_ctx);
6822          */
6823         callee->regs[BPF_REG_1].type = SCALAR_VALUE;
6824         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
6825
6826         /* unused */
6827         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
6828         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
6829         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
6830
6831         callee->in_callback_fn = true;
6832         return 0;
6833 }
6834
6835 static int set_timer_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
6836                                     struct bpf_func_state *caller,
6837                                     struct bpf_func_state *callee,
6838                                     int insn_idx)
6839 {
6840         struct bpf_map *map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
6841
6842         /* bpf_timer_set_callback(struct bpf_timer *timer, void *callback_fn);
6843          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value);
6844          */
6845         callee->regs[BPF_REG_1].type = CONST_PTR_TO_MAP;
6846         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_1]);
6847         callee->regs[BPF_REG_1].map_ptr = map_ptr;
6848
6849         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
6850         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
6851         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = map_ptr;
6852
6853         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
6854         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
6855         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = map_ptr;
6856
6857         /* unused */
6858         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
6859         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
6860         callee->in_async_callback_fn = true;
6861         return 0;
6862 }
6863
6864 static int set_find_vma_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
6865                                        struct bpf_func_state *caller,
6866                                        struct bpf_func_state *callee,
6867                                        int insn_idx)
6868 {
6869         /* bpf_find_vma(struct task_struct *task, u64 addr,
6870          *               void *callback_fn, void *callback_ctx, u64 flags)
6871          * (callback_fn)(struct task_struct *task,
6872          *               struct vm_area_struct *vma, void *callback_ctx);
6873          */
6874         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
6875
6876         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_BTF_ID;
6877         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
6878         callee->regs[BPF_REG_2].btf =  btf_vmlinux;
6879         callee->regs[BPF_REG_2].btf_id = btf_tracing_ids[BTF_TRACING_TYPE_VMA],
6880
6881         /* pointer to stack or null */
6882         callee->regs[BPF_REG_3] = caller->regs[BPF_REG_4];
6883
6884         /* unused */
6885         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
6886         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
6887         callee->in_callback_fn = true;
6888         return 0;
6889 }
6890
6891 static int prepare_func_exit(struct bpf_verifier_env *env, int *insn_idx)
6892 {
6893         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
6894         struct bpf_func_state *caller, *callee;
6895         struct bpf_reg_state *r0;
6896         int err;
6897
6898         callee = state->frame[state->curframe];
6899         r0 = &callee->regs[BPF_REG_0];
6900         if (r0->type == PTR_TO_STACK) {
6901                 /* technically it's ok to return caller's stack pointer
6902                  * (or caller's caller's pointer) back to the caller,
6903                  * since these pointers are valid. Only current stack
6904                  * pointer will be invalid as soon as function exits,
6905                  * but let's be conservative
6906                  */
6907                 verbose(env, "cannot return stack pointer to the caller\n");
6908                 return -EINVAL;
6909         }
6910
6911         state->curframe--;
6912         caller = state->frame[state->curframe];
6913         if (callee->in_callback_fn) {
6914                 /* enforce R0 return value range [0, 1]. */
6915                 struct tnum range = tnum_range(0, 1);
6916
6917                 if (r0->type != SCALAR_VALUE) {
6918                         verbose(env, "R0 not a scalar value\n");
6919                         return -EACCES;
6920                 }
6921                 if (!tnum_in(range, r0->var_off)) {
6922                         verbose_invalid_scalar(env, r0, &range, "callback return", "R0");
6923                         return -EINVAL;
6924                 }
6925         } else {
6926                 /* return to the caller whatever r0 had in the callee */
6927                 caller->regs[BPF_REG_0] = *r0;
6928         }
6929
6930         /* Transfer references to the caller */
6931         err = copy_reference_state(caller, callee);
6932         if (err)
6933                 return err;
6934
6935         *insn_idx = callee->callsite + 1;
6936         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
6937                 verbose(env, "returning from callee:\n");
6938                 print_verifier_state(env, callee, true);
6939                 verbose(env, "to caller at %d:\n", *insn_idx);
6940                 print_verifier_state(env, caller, true);
6941         }
6942         /* clear everything in the callee */
6943         free_func_state(callee);
6944         state->frame[state->curframe + 1] = NULL;
6945         return 0;
6946 }
6947
6948 static void do_refine_retval_range(struct bpf_reg_state *regs, int ret_type,
6949                                    int func_id,
6950                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
6951 {
6952         struct bpf_reg_state *ret_reg = &regs[BPF_REG_0];
6953
6954         if (ret_type != RET_INTEGER ||
6955             (func_id != BPF_FUNC_get_stack &&
6956              func_id != BPF_FUNC_get_task_stack &&
6957              func_id != BPF_FUNC_probe_read_str &&
6958              func_id != BPF_FUNC_probe_read_kernel_str &&
6959              func_id != BPF_FUNC_probe_read_user_str))
6960                 return;
6961
6962         ret_reg->smax_value = meta->msize_max_value;
6963         ret_reg->s32_max_value = meta->msize_max_value;
6964         ret_reg->smin_value = -MAX_ERRNO;
6965         ret_reg->s32_min_value = -MAX_ERRNO;
6966         reg_bounds_sync(ret_reg);
6967 }
6968
6969 static int
6970 record_func_map(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
6971                 int func_id, int insn_idx)
6972 {
6973         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
6974         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
6975
6976         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call &&
6977             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
6978             func_id != BPF_FUNC_map_update_elem &&
6979             func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
6980             func_id != BPF_FUNC_map_push_elem &&
6981             func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
6982             func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
6983             func_id != BPF_FUNC_for_each_map_elem &&
6984             func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
6985             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)
6986                 return 0;
6987
6988         if (map == NULL) {
6989                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
6990                 return -EINVAL;
6991         }
6992
6993         /* In case of read-only, some additional restrictions
6994          * need to be applied in order to prevent altering the
6995          * state of the map from program side.
6996          */
6997         if ((map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
6998             (func_id == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
6999              func_id == BPF_FUNC_map_update_elem ||
7000              func_id == BPF_FUNC_map_push_elem ||
7001              func_id == BPF_FUNC_map_pop_elem)) {
7002                 verbose(env, "write into map forbidden\n");
7003                 return -EACCES;
7004         }
7005
7006         if (!BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state))
7007                 bpf_map_ptr_store(aux, meta->map_ptr,
7008                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
7009         else if (BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) != meta->map_ptr)
7010                 bpf_map_ptr_store(aux, BPF_MAP_PTR_POISON,
7011                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
7012         return 0;
7013 }
7014
7015 static int
7016 record_func_key(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
7017                 int func_id, int insn_idx)
7018 {
7019         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
7020         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg;
7021         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
7022         struct tnum range;
7023         u64 val;
7024         int err;
7025
7026         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
7027                 return 0;
7028         if (!map || map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY) {
7029                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
7030                 return -EINVAL;
7031         }
7032
7033         range = tnum_range(0, map->max_entries - 1);
7034         reg = &regs[BPF_REG_3];
7035
7036         if (!register_is_const(reg) || !tnum_in(range, reg->var_off)) {
7037                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
7038                 return 0;
7039         }
7040
7041         err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_3);
7042         if (err)
7043                 return err;
7044
7045         val = reg->var_off.value;
7046         if (bpf_map_key_unseen(aux))
7047                 bpf_map_key_store(aux, val);
7048         else if (!bpf_map_key_poisoned(aux) &&
7049                   bpf_map_key_immediate(aux) != val)
7050                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
7051         return 0;
7052 }
7053
7054 static int check_reference_leak(struct bpf_verifier_env *env)
7055 {
7056         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
7057         int i;
7058
7059         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
7060                 verbose(env, "Unreleased reference id=%d alloc_insn=%d\n",
7061                         state->refs[i].id, state->refs[i].insn_idx);
7062         }
7063         return state->acquired_refs ? -EINVAL : 0;
7064 }
7065
7066 static int check_bpf_snprintf_call(struct bpf_verifier_env *env,
7067                                    struct bpf_reg_state *regs)
7068 {
7069         struct bpf_reg_state *fmt_reg = &regs[BPF_REG_3];
7070         struct bpf_reg_state *data_len_reg = &regs[BPF_REG_5];
7071         struct bpf_map *fmt_map = fmt_reg->map_ptr;
7072         int err, fmt_map_off, num_args;
7073         u64 fmt_addr;
7074         char *fmt;
7075
7076         /* data must be an array of u64 */
7077         if (data_len_reg->var_off.value % 8)
7078                 return -EINVAL;
7079         num_args = data_len_reg->var_off.value / 8;
7080
7081         /* fmt being ARG_PTR_TO_CONST_STR guarantees that var_off is const
7082          * and map_direct_value_addr is set.
7083          */
7084         fmt_map_off = fmt_reg->off + fmt_reg->var_off.value;
7085         err = fmt_map->ops->map_direct_value_addr(fmt_map, &fmt_addr,
7086                                                   fmt_map_off);
7087         if (err) {
7088                 verbose(env, "verifier bug\n");
7089                 return -EFAULT;
7090         }
7091         fmt = (char *)(long)fmt_addr + fmt_map_off;
7092
7093         /* We are also guaranteed that fmt+fmt_map_off is NULL terminated, we
7094          * can focus on validating the format specifiers.
7095          */
7096         err = bpf_bprintf_prepare(fmt, UINT_MAX, NULL, NULL, num_args);
7097         if (err < 0)
7098                 verbose(env, "Invalid format string\n");
7099
7100         return err;
7101 }
7102
7103 static int check_get_func_ip(struct bpf_verifier_env *env)
7104 {
7105         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
7106         int func_id = BPF_FUNC_get_func_ip;
7107
7108         if (type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
7109                 if (!bpf_prog_has_trampoline(env->prog)) {
7110                         verbose(env, "func %s#%d supported only for fentry/fexit/fmod_ret programs\n",
7111                                 func_id_name(func_id), func_id);
7112                         return -ENOTSUPP;
7113                 }
7114                 return 0;
7115         } else if (type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE) {
7116                 return 0;
7117         }
7118
7119         verbose(env, "func %s#%d not supported for program type %d\n",
7120                 func_id_name(func_id), func_id, type);
7121         return -ENOTSUPP;
7122 }
7123
7124 static int check_helper_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
7125                              int *insn_idx_p)
7126 {
7127         const struct bpf_func_proto *fn = NULL;
7128         enum bpf_return_type ret_type;
7129         enum bpf_type_flag ret_flag;
7130         struct bpf_reg_state *regs;
7131         struct bpf_call_arg_meta meta;
7132         int insn_idx = *insn_idx_p;
7133         bool changes_data;
7134         int i, err, func_id;
7135
7136         /* find function prototype */
7137         func_id = insn->imm;
7138         if (func_id < 0 || func_id >= __BPF_FUNC_MAX_ID) {
7139                 verbose(env, "invalid func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
7140                         func_id);
7141                 return -EINVAL;
7142         }
7143
7144         if (env->ops->get_func_proto)
7145                 fn = env->ops->get_func_proto(func_id, env->prog);
7146         if (!fn) {
7147                 verbose(env, "unknown func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
7148                         func_id);
7149                 return -EINVAL;
7150         }
7151
7152         /* eBPF programs must be GPL compatible to use GPL-ed functions */
7153         if (!env->prog->gpl_compatible && fn->gpl_only) {
7154                 verbose(env, "cannot call GPL-restricted function from non-GPL compatible program\n");
7155                 return -EINVAL;
7156         }
7157
7158         if (fn->allowed && !fn->allowed(env->prog)) {
7159                 verbose(env, "helper call is not allowed in probe\n");
7160                 return -EINVAL;
7161         }
7162
7163         /* With LD_ABS/IND some JITs save/restore skb from r1. */
7164         changes_data = bpf_helper_changes_pkt_data(fn->func);
7165         if (changes_data && fn->arg1_type != ARG_PTR_TO_CTX) {
7166                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d: r1 != ctx\n",
7167                         func_id_name(func_id), func_id);
7168                 return -EINVAL;
7169         }
7170
7171         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
7172         meta.pkt_access = fn->pkt_access;
7173
7174         err = check_func_proto(fn, func_id, &meta);
7175         if (err) {
7176                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
7177                         func_id_name(func_id), func_id);
7178                 return err;
7179         }
7180
7181         meta.func_id = func_id;
7182         /* check args */
7183         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++) {
7184                 err = check_func_arg(env, i, &meta, fn);
7185                 if (err)
7186                         return err;
7187         }
7188
7189         err = record_func_map(env, &meta, func_id, insn_idx);
7190         if (err)
7191                 return err;
7192
7193         err = record_func_key(env, &meta, func_id, insn_idx);
7194         if (err)
7195                 return err;
7196
7197         /* Mark slots with STACK_MISC in case of raw mode, stack offset
7198          * is inferred from register state.
7199          */
7200         for (i = 0; i < meta.access_size; i++) {
7201                 err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.regno, i, BPF_B,
7202                                        BPF_WRITE, -1, false);
7203                 if (err)
7204                         return err;
7205         }
7206
7207         regs = cur_regs(env);
7208
7209         if (meta.uninit_dynptr_regno) {
7210                 /* we write BPF_DW bits (8 bytes) at a time */
7211                 for (i = 0; i < BPF_DYNPTR_SIZE; i += 8) {
7212                         err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.uninit_dynptr_regno,
7213                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false);
7214                         if (err)
7215                                 return err;
7216                 }
7217
7218                 err = mark_stack_slots_dynptr(env, &regs[meta.uninit_dynptr_regno],
7219                                               fn->arg_type[meta.uninit_dynptr_regno - BPF_REG_1],
7220                                               insn_idx);
7221                 if (err)
7222                         return err;
7223         }
7224
7225         if (meta.release_regno) {
7226                 err = -EINVAL;
7227                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[meta.release_regno - BPF_REG_1]))
7228                         err = unmark_stack_slots_dynptr(env, &regs[meta.release_regno]);
7229                 else if (meta.ref_obj_id)
7230                         err = release_reference(env, meta.ref_obj_id);
7231                 /* meta.ref_obj_id can only be 0 if register that is meant to be
7232                  * released is NULL, which must be > R0.
7233                  */
7234                 else if (register_is_null(&regs[meta.release_regno]))
7235                         err = 0;
7236                 if (err) {
7237                         verbose(env, "func %s#%d reference has not been acquired before\n",
7238                                 func_id_name(func_id), func_id);
7239                         return err;
7240                 }
7241         }
7242
7243         switch (func_id) {
7244         case BPF_FUNC_tail_call:
7245                 err = check_reference_leak(env);
7246                 if (err) {
7247                         verbose(env, "tail_call would lead to reference leak\n");
7248                         return err;
7249                 }
7250                 break;
7251         case BPF_FUNC_get_local_storage:
7252                 /* check that flags argument in get_local_storage(map, flags) is 0,
7253                  * this is required because get_local_storage() can't return an error.
7254                  */
7255                 if (!register_is_null(&regs[BPF_REG_2])) {
7256                         verbose(env, "get_local_storage() doesn't support non-zero flags\n");
7257                         return -EINVAL;
7258                 }
7259                 break;
7260         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
7261                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
7262                                         set_map_elem_callback_state);
7263                 break;
7264         case BPF_FUNC_timer_set_callback:
7265                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
7266                                         set_timer_callback_state);
7267                 break;
7268         case BPF_FUNC_find_vma:
7269                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
7270                                         set_find_vma_callback_state);
7271                 break;
7272         case BPF_FUNC_snprintf:
7273                 err = check_bpf_snprintf_call(env, regs);
7274                 break;
7275         case BPF_FUNC_loop:
7276                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
7277                                         set_loop_callback_state);
7278                 break;
7279         case BPF_FUNC_dynptr_from_mem:
7280                 if (regs[BPF_REG_1].type != PTR_TO_MAP_VALUE) {
7281                         verbose(env, "Unsupported reg type %s for bpf_dynptr_from_mem data\n",
7282                                 reg_type_str(env, regs[BPF_REG_1].type));
7283                         return -EACCES;
7284                 }
7285         }
7286
7287         if (err)
7288                 return err;
7289
7290         /* reset caller saved regs */
7291         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
7292                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
7293                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
7294         }
7295
7296         /* helper call returns 64-bit value. */
7297         regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
7298
7299         /* update return register (already marked as written above) */
7300         ret_type = fn->ret_type;
7301         ret_flag = type_flag(fn->ret_type);
7302         if (ret_type == RET_INTEGER) {
7303                 /* sets type to SCALAR_VALUE */
7304                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
7305         } else if (ret_type == RET_VOID) {
7306                 regs[BPF_REG_0].type = NOT_INIT;
7307         } else if (base_type(ret_type) == RET_PTR_TO_MAP_VALUE) {
7308                 /* There is no offset yet applied, variable or fixed */
7309                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7310                 /* remember map_ptr, so that check_map_access()
7311                  * can check 'value_size' boundary of memory access
7312                  * to map element returned from bpf_map_lookup_elem()
7313                  */
7314                 if (meta.map_ptr == NULL) {
7315                         verbose(env,
7316                                 "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
7317                         return -EINVAL;
7318                 }
7319                 regs[BPF_REG_0].map_ptr = meta.map_ptr;
7320                 regs[BPF_REG_0].map_uid = meta.map_uid;
7321                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE | ret_flag;
7322                 if (!type_may_be_null(ret_type) &&
7323                     map_value_has_spin_lock(meta.map_ptr)) {
7324                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
7325                 }
7326         } else if (base_type(ret_type) == RET_PTR_TO_SOCKET) {
7327                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7328                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCKET | ret_flag;
7329         } else if (base_type(ret_type) == RET_PTR_TO_SOCK_COMMON) {
7330                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7331                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCK_COMMON | ret_flag;
7332         } else if (base_type(ret_type) == RET_PTR_TO_TCP_SOCK) {
7333                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7334                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_TCP_SOCK | ret_flag;
7335         } else if (base_type(ret_type) == RET_PTR_TO_ALLOC_MEM) {
7336                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7337                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
7338                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.mem_size;
7339         } else if (base_type(ret_type) == RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID) {
7340                 const struct btf_type *t;
7341
7342                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7343                 t = btf_type_skip_modifiers(meta.ret_btf, meta.ret_btf_id, NULL);
7344                 if (!btf_type_is_struct(t)) {
7345                         u32 tsize;
7346                         const struct btf_type *ret;
7347                         const char *tname;
7348
7349                         /* resolve the type size of ksym. */
7350                         ret = btf_resolve_size(meta.ret_btf, t, &tsize);
7351                         if (IS_ERR(ret)) {
7352                                 tname = btf_name_by_offset(meta.ret_btf, t->name_off);
7353                                 verbose(env, "unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
7354                                         tname, PTR_ERR(ret));
7355                                 return -EINVAL;
7356                         }
7357                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
7358                         regs[BPF_REG_0].mem_size = tsize;
7359                 } else {
7360                         /* MEM_RDONLY may be carried from ret_flag, but it
7361                          * doesn't apply on PTR_TO_BTF_ID. Fold it, otherwise
7362                          * it will confuse the check of PTR_TO_BTF_ID in
7363                          * check_mem_access().
7364                          */
7365                         ret_flag &= ~MEM_RDONLY;
7366
7367                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
7368                         regs[BPF_REG_0].btf = meta.ret_btf;
7369                         regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
7370                 }
7371         } else if (base_type(ret_type) == RET_PTR_TO_BTF_ID) {
7372                 struct btf *ret_btf;
7373                 int ret_btf_id;
7374
7375                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7376                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
7377                 if (func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
7378                         ret_btf = meta.kptr_off_desc->kptr.btf;
7379                         ret_btf_id = meta.kptr_off_desc->kptr.btf_id;
7380                 } else {
7381                         ret_btf = btf_vmlinux;
7382                         ret_btf_id = *fn->ret_btf_id;
7383                 }
7384                 if (ret_btf_id == 0) {
7385                         verbose(env, "invalid return type %u of func %s#%d\n",
7386                                 base_type(ret_type), func_id_name(func_id),
7387                                 func_id);
7388                         return -EINVAL;
7389                 }
7390                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
7391                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
7392         } else {
7393                 verbose(env, "unknown return type %u of func %s#%d\n",
7394                         base_type(ret_type), func_id_name(func_id), func_id);
7395                 return -EINVAL;
7396         }
7397
7398         if (type_may_be_null(regs[BPF_REG_0].type))
7399                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
7400
7401         if (is_ptr_cast_function(func_id)) {
7402                 /* For release_reference() */
7403                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
7404         } else if (is_acquire_function(func_id, meta.map_ptr)) {
7405                 int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
7406
7407                 if (id < 0)
7408                         return id;
7409                 /* For mark_ptr_or_null_reg() */
7410                 regs[BPF_REG_0].id = id;
7411                 /* For release_reference() */
7412                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
7413         } else if (func_id == BPF_FUNC_dynptr_data) {
7414                 int dynptr_id = 0, i;
7415
7416                 /* Find the id of the dynptr we're acquiring a reference to */
7417                 for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++) {
7418                         if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[i])) {
7419                                 if (dynptr_id) {
7420                                         verbose(env, "verifier internal error: multiple dynptr args in func\n");
7421                                         return -EFAULT;
7422                                 }
7423                                 dynptr_id = stack_slot_get_id(env, &regs[BPF_REG_1 + i]);
7424                         }
7425                 }
7426                 /* For release_reference() */
7427                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = dynptr_id;
7428         }
7429
7430         do_refine_retval_range(regs, fn->ret_type, func_id, &meta);
7431
7432         err = check_map_func_compatibility(env, meta.map_ptr, func_id);
7433         if (err)
7434                 return err;
7435
7436         if ((func_id == BPF_FUNC_get_stack ||
7437              func_id == BPF_FUNC_get_task_stack) &&
7438             !env->prog->has_callchain_buf) {
7439                 const char *err_str;
7440
7441 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
7442                 err = get_callchain_buffers(sysctl_perf_event_max_stack);
7443                 err_str = "cannot get callchain buffer for func %s#%d\n";
7444 #else
7445                 err = -ENOTSUPP;
7446                 err_str = "func %s#%d not supported without CONFIG_PERF_EVENTS\n";
7447 #endif
7448                 if (err) {
7449                         verbose(env, err_str, func_id_name(func_id), func_id);
7450                         return err;
7451                 }
7452
7453                 env->prog->has_callchain_buf = true;
7454         }
7455
7456         if (func_id == BPF_FUNC_get_stackid || func_id == BPF_FUNC_get_stack)
7457                 env->prog->call_get_stack = true;
7458
7459         if (func_id == BPF_FUNC_get_func_ip) {
7460                 if (check_get_func_ip(env))
7461                         return -ENOTSUPP;
7462                 env->prog->call_get_func_ip = true;
7463         }
7464
7465         if (changes_data)
7466                 clear_all_pkt_pointers(env);
7467         return 0;
7468 }
7469
7470 /* mark_btf_func_reg_size() is used when the reg size is determined by
7471  * the BTF func_proto's return value size and argument.
7472  */
7473 static void mark_btf_func_reg_size(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
7474                                    size_t reg_size)
7475 {
7476         struct bpf_reg_state *reg = &cur_regs(env)[regno];
7477
7478         if (regno == BPF_REG_0) {
7479                 /* Function return value */
7480                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
7481                 reg->subreg_def = reg_size == sizeof(u64) ?
7482                         DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
7483         } else {
7484                 /* Function argument */
7485                 if (reg_size == sizeof(u64)) {
7486                         mark_insn_zext(env, reg);
7487                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
7488                 } else {
7489                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ32);
7490                 }
7491         }
7492 }
7493
7494 static int check_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
7495                             int *insn_idx_p)
7496 {
7497         const struct btf_type *t, *func, *func_proto, *ptr_type;
7498         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
7499         const char *func_name, *ptr_type_name;
7500         u32 i, nargs, func_id, ptr_type_id;
7501         int err, insn_idx = *insn_idx_p;
7502         const struct btf_param *args;
7503         struct btf *desc_btf;
7504         bool acq;
7505
7506         /* skip for now, but return error when we find this in fixup_kfunc_call */
7507         if (!insn->imm)
7508                 return 0;
7509
7510         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, insn->off);
7511         if (IS_ERR(desc_btf))
7512                 return PTR_ERR(desc_btf);
7513
7514         func_id = insn->imm;
7515         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
7516         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
7517         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
7518
7519         if (!btf_kfunc_id_set_contains(desc_btf, resolve_prog_type(env->prog),
7520                                       BTF_KFUNC_TYPE_CHECK, func_id)) {
7521                 verbose(env, "calling kernel function %s is not allowed\n",
7522                         func_name);
7523                 return -EACCES;
7524         }
7525
7526         acq = btf_kfunc_id_set_contains(desc_btf, resolve_prog_type(env->prog),
7527                                         BTF_KFUNC_TYPE_ACQUIRE, func_id);
7528
7529         /* Check the arguments */
7530         err = btf_check_kfunc_arg_match(env, desc_btf, func_id, regs);
7531         if (err < 0)
7532                 return err;
7533         /* In case of release function, we get register number of refcounted
7534          * PTR_TO_BTF_ID back from btf_check_kfunc_arg_match, do the release now
7535          */
7536         if (err) {
7537                 err = release_reference(env, regs[err].ref_obj_id);
7538                 if (err) {
7539                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
7540                                 func_name, func_id);
7541                         return err;
7542                 }
7543         }
7544
7545         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++)
7546                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
7547
7548         /* Check return type */
7549         t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, func_proto->type, NULL);
7550
7551         if (acq && !btf_type_is_ptr(t)) {
7552                 verbose(env, "acquire kernel function does not return PTR_TO_BTF_ID\n");
7553                 return -EINVAL;
7554         }
7555
7556         if (btf_type_is_scalar(t)) {
7557                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
7558                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, t->size);
7559         } else if (btf_type_is_ptr(t)) {
7560                 ptr_type = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, t->type,
7561                                                    &ptr_type_id);
7562                 if (!btf_type_is_struct(ptr_type)) {
7563                         ptr_type_name = btf_name_by_offset(desc_btf,
7564                                                            ptr_type->name_off);
7565                         verbose(env, "kernel function %s returns pointer type %s %s is not supported\n",
7566                                 func_name, btf_type_str(ptr_type),
7567                                 ptr_type_name);
7568                         return -EINVAL;
7569                 }
7570                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7571                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
7572                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID;
7573                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ptr_type_id;
7574                 if (btf_kfunc_id_set_contains(desc_btf, resolve_prog_type(env->prog),
7575                                               BTF_KFUNC_TYPE_RET_NULL, func_id)) {
7576                         regs[BPF_REG_0].type |= PTR_MAYBE_NULL;
7577                         /* For mark_ptr_or_null_reg, see 93c230e3f5bd6 */
7578                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
7579                 }
7580                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, sizeof(void *));
7581                 if (acq) {
7582                         int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
7583
7584                         if (id < 0)
7585                                 return id;
7586                         regs[BPF_REG_0].id = id;
7587                         regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
7588                 }
7589         } /* else { add_kfunc_call() ensures it is btf_type_is_void(t) } */
7590
7591         nargs = btf_type_vlen(func_proto);
7592         args = (const struct btf_param *)(func_proto + 1);
7593         for (i = 0; i < nargs; i++) {
7594                 u32 regno = i + 1;
7595
7596                 t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, args[i].type, NULL);
7597                 if (btf_type_is_ptr(t))
7598                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, sizeof(void *));
7599                 else
7600                         /* scalar. ensured by btf_check_kfunc_arg_match() */
7601                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, t->size);
7602         }
7603
7604         return 0;
7605 }
7606
7607 static bool signed_add_overflows(s64 a, s64 b)
7608 {
7609         /* Do the add in u64, where overflow is well-defined */
7610         s64 res = (s64)((u64)a + (u64)b);
7611
7612         if (b < 0)
7613                 return res > a;
7614         return res < a;
7615 }
7616
7617 static bool signed_add32_overflows(s32 a, s32 b)
7618 {
7619         /* Do the add in u32, where overflow is well-defined */
7620         s32 res = (s32)((u32)a + (u32)b);
7621
7622         if (b < 0)
7623                 return res > a;
7624         return res < a;
7625 }
7626
7627 static bool signed_sub_overflows(s64 a, s64 b)
7628 {
7629         /* Do the sub in u64, where overflow is well-defined */
7630         s64 res = (s64)((u64)a - (u64)b);
7631
7632         if (b < 0)
7633                 return res < a;
7634         return res > a;
7635 }
7636
7637 static bool signed_sub32_overflows(s32 a, s32 b)
7638 {
7639         /* Do the sub in u32, where overflow is well-defined */
7640         s32 res = (s32)((u32)a - (u32)b);
7641
7642         if (b < 0)
7643                 return res < a;
7644         return res > a;
7645 }
7646
7647 static bool check_reg_sane_offset(struct bpf_verifier_env *env,
7648                                   const struct bpf_reg_state *reg,
7649                                   enum bpf_reg_type type)
7650 {
7651         bool known = tnum_is_const(reg->var_off);
7652         s64 val = reg->var_off.value;
7653         s64 smin = reg->smin_value;
7654
7655         if (known && (val >= BPF_MAX_VAR_OFF || val <= -BPF_MAX_VAR_OFF)) {
7656                 verbose(env, "math between %s pointer and %lld is not allowed\n",
7657                         reg_type_str(env, type), val);
7658                 return false;
7659         }
7660
7661         if (reg->off >= BPF_MAX_VAR_OFF || reg->off <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
7662                 verbose(env, "%s pointer offset %d is not allowed\n",
7663                         reg_type_str(env, type), reg->off);
7664                 return false;
7665         }
7666
7667         if (smin == S64_MIN) {
7668                 verbose(env, "math between %s pointer and register with unbounded min value is not allowed\n",
7669                         reg_type_str(env, type));
7670                 return false;
7671         }
7672
7673         if (smin >= BPF_MAX_VAR_OFF || smin <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
7674                 verbose(env, "value %lld makes %s pointer be out of bounds\n",
7675                         smin, reg_type_str(env, type));
7676                 return false;
7677         }
7678
7679         return true;
7680 }
7681
7682 static struct bpf_insn_aux_data *cur_aux(struct bpf_verifier_env *env)
7683 {
7684         return &env->insn_aux_data[env->insn_idx];
7685 }
7686
7687 enum {
7688         REASON_BOUNDS   = -1,
7689         REASON_TYPE     = -2,
7690         REASON_PATHS    = -3,
7691         REASON_LIMIT    = -4,
7692         REASON_STACK    = -5,
7693 };
7694
7695 static int retrieve_ptr_limit(const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
7696                               u32 *alu_limit, bool mask_to_left)
7697 {
7698         u32 max = 0, ptr_limit = 0;
7699
7700         switch (ptr_reg->type) {
7701         case PTR_TO_STACK:
7702                 /* Offset 0 is out-of-bounds, but acceptable start for the
7703                  * left direction, see BPF_REG_FP. Also, unknown scalar
7704                  * offset where we would need to deal with min/max bounds is
7705                  * currently prohibited for unprivileged.
7706                  */
7707                 max = MAX_BPF_STACK + mask_to_left;
7708                 ptr_limit = -(ptr_reg->var_off.value + ptr_reg->off);
7709                 break;
7710         case PTR_TO_MAP_VALUE:
7711                 max = ptr_reg->map_ptr->value_size;
7712                 ptr_limit = (mask_to_left ?
7713                              ptr_reg->smin_value :
7714                              ptr_reg->umax_value) + ptr_reg->off;
7715                 break;
7716         default:
7717                 return REASON_TYPE;
7718         }
7719
7720         if (ptr_limit >= max)
7721                 return REASON_LIMIT;
7722         *alu_limit = ptr_limit;
7723         return 0;
7724 }
7725
7726 static bool can_skip_alu_sanitation(const struct bpf_verifier_env *env,
7727                                     const struct bpf_insn *insn)
7728 {
7729         return env->bypass_spec_v1 || BPF_SRC(insn->code) == BPF_K;
7730 }
7731
7732 static int update_alu_sanitation_state(struct bpf_insn_aux_data *aux,
7733                                        u32 alu_state, u32 alu_limit)
7734 {
7735         /* If we arrived here from different branches with different
7736          * state or limits to sanitize, then this won't work.
7737          */
7738         if (aux->alu_state &&
7739             (aux->alu_state != alu_state ||
7740              aux->alu_limit != alu_limit))
7741                 return REASON_PATHS;
7742
7743         /* Corresponding fixup done in do_misc_fixups(). */
7744         aux->alu_state = alu_state;
7745         aux->alu_limit = alu_limit;
7746         return 0;
7747 }
7748
7749 static int sanitize_val_alu(struct bpf_verifier_env *env,
7750                             struct bpf_insn *insn)
7751 {
7752         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
7753
7754         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
7755                 return 0;
7756
7757         return update_alu_sanitation_state(aux, BPF_ALU_NON_POINTER, 0);
7758 }
7759
7760 static bool sanitize_needed(u8 opcode)
7761 {
7762         return opcode == BPF_ADD || opcode == BPF_SUB;
7763 }
7764
7765 struct bpf_sanitize_info {
7766         struct bpf_insn_aux_data aux;
7767         bool mask_to_left;
7768 };
7769
7770 static struct bpf_verifier_state *
7771 sanitize_speculative_path(struct bpf_verifier_env *env,
7772                           const struct bpf_insn *insn,
7773                           u32 next_idx, u32 curr_idx)
7774 {
7775         struct bpf_verifier_state *branch;
7776         struct bpf_reg_state *regs;
7777
7778         branch = push_stack(env, next_idx, curr_idx, true);
7779         if (branch && insn) {
7780                 regs = branch->frame[branch->curframe]->regs;
7781                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
7782                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
7783                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
7784                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
7785                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->src_reg);
7786                 }
7787         }
7788         return branch;
7789 }
7790
7791 static int sanitize_ptr_alu(struct bpf_verifier_env *env,
7792                             struct bpf_insn *insn,
7793                             const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
7794                             const struct bpf_reg_state *off_reg,
7795                             struct bpf_reg_state *dst_reg,
7796                             struct bpf_sanitize_info *info,
7797                             const bool commit_window)
7798 {
7799         struct bpf_insn_aux_data *aux = commit_window ? cur_aux(env) : &info->aux;
7800         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
7801         bool off_is_imm = tnum_is_const(off_reg->var_off);
7802         bool off_is_neg = off_reg->smin_value < 0;
7803         bool ptr_is_dst_reg = ptr_reg == dst_reg;
7804         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
7805         u32 alu_state, alu_limit;
7806         struct bpf_reg_state tmp;
7807         bool ret;
7808         int err;
7809
7810         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
7811                 return 0;
7812
7813         /* We already marked aux for masking from non-speculative
7814          * paths, thus we got here in the first place. We only care
7815          * to explore bad access from here.
7816          */
7817         if (vstate->speculative)
7818                 goto do_sim;
7819
7820         if (!commit_window) {
7821                 if (!tnum_is_const(off_reg->var_off) &&
7822                     (off_reg->smin_value < 0) != (off_reg->smax_value < 0))
7823                         return REASON_BOUNDS;
7824
7825                 info->mask_to_left = (opcode == BPF_ADD &&  off_is_neg) ||
7826                                      (opcode == BPF_SUB && !off_is_neg);
7827         }
7828
7829         err = retrieve_ptr_limit(ptr_reg, &alu_limit, info->mask_to_left);
7830         if (err < 0)
7831                 return err;
7832
7833         if (commit_window) {
7834                 /* In commit phase we narrow the masking window based on
7835                  * the observed pointer move after the simulated operation.
7836                  */
7837                 alu_state = info->aux.alu_state;
7838                 alu_limit = abs(info->aux.alu_limit - alu_limit);
7839         } else {
7840                 alu_state  = off_is_neg ? BPF_ALU_NEG_VALUE : 0;
7841                 alu_state |= off_is_imm ? BPF_ALU_IMMEDIATE : 0;
7842                 alu_state |= ptr_is_dst_reg ?
7843                              BPF_ALU_SANITIZE_SRC : BPF_ALU_SANITIZE_DST;
7844
7845                 /* Limit pruning on unknown scalars to enable deep search for
7846                  * potential masking differences from other program paths.
7847                  */
7848                 if (!off_is_imm)
7849                         env->explore_alu_limits = true;
7850         }
7851
7852         err = update_alu_sanitation_state(aux, alu_state, alu_limit);
7853         if (err < 0)
7854                 return err;
7855 do_sim:
7856         /* If we're in commit phase, we're done here given we already
7857          * pushed the truncated dst_reg into the speculative verification
7858          * stack.
7859          *
7860          * Also, when register is a known constant, we rewrite register-based
7861          * operation to immediate-based, and thus do not need masking (and as
7862          * a consequence, do not need to simulate the zero-truncation either).
7863          */
7864         if (commit_window || off_is_imm)
7865                 return 0;
7866
7867         /* Simulate and find potential out-of-bounds access under
7868          * speculative execution from truncation as a result of
7869          * masking when off was not within expected range. If off
7870          * sits in dst, then we temporarily need to move ptr there
7871          * to simulate dst (== 0) +/-= ptr. Needed, for example,
7872          * for cases where we use K-based arithmetic in one direction
7873          * and truncated reg-based in the other in order to explore
7874          * bad access.
7875          */
7876         if (!ptr_is_dst_reg) {
7877                 tmp = *dst_reg;
7878                 *dst_reg = *ptr_reg;
7879         }
7880         ret = sanitize_speculative_path(env, NULL, env->insn_idx + 1,
7881                                         env->insn_idx);
7882         if (!ptr_is_dst_reg && ret)
7883                 *dst_reg = tmp;
7884         return !ret ? REASON_STACK : 0;
7885 }
7886
7887 static void sanitize_mark_insn_seen(struct bpf_verifier_env *env)
7888 {
7889         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
7890
7891         /* If we simulate paths under speculation, we don't update the
7892          * insn as 'seen' such that when we verify unreachable paths in
7893          * the non-speculative domain, sanitize_dead_code() can still
7894          * rewrite/sanitize them.
7895          */
7896         if (!vstate->speculative)
7897                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
7898 }
7899
7900 static int sanitize_err(struct bpf_verifier_env *env,
7901                         const struct bpf_insn *insn, int reason,
7902                         const struct bpf_reg_state *off_reg,
7903                         const struct bpf_reg_state *dst_reg)
7904 {
7905         static const char *err = "pointer arithmetic with it prohibited for !root";
7906         const char *op = BPF_OP(insn->code) == BPF_ADD ? "add" : "sub";
7907         u32 dst = insn->dst_reg, src = insn->src_reg;
7908
7909         switch (reason) {
7910         case REASON_BOUNDS:
7911                 verbose(env, "R%d has unknown scalar with mixed signed bounds, %s\n",
7912                         off_reg == dst_reg ? dst : src, err);
7913                 break;
7914         case REASON_TYPE:
7915                 verbose(env, "R%d has pointer with unsupported alu operation, %s\n",
7916                         off_reg == dst_reg ? src : dst, err);
7917                 break;
7918         case REASON_PATHS:
7919                 verbose(env, "R%d tried to %s from different maps, paths or scalars, %s\n",
7920                         dst, op, err);
7921                 break;
7922         case REASON_LIMIT:
7923                 verbose(env, "R%d tried to %s beyond pointer bounds, %s\n",
7924                         dst, op, err);
7925                 break;
7926         case REASON_STACK:
7927                 verbose(env, "R%d could not be pushed for speculative verification, %s\n",
7928                         dst, err);
7929                 break;
7930         default:
7931                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reason (%d)\n",
7932                         reason);
7933                 break;
7934         }
7935
7936         return -EACCES;
7937 }
7938
7939 /* check that stack access falls within stack limits and that 'reg' doesn't
7940  * have a variable offset.
7941  *
7942  * Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity since it
7943  * requires corresponding support in Spectre masking for stack ALU.  See also
7944  * retrieve_ptr_limit().
7945  *
7946  *
7947  * 'off' includes 'reg->off'.
7948  */
7949 static int check_stack_access_for_ptr_arithmetic(
7950                                 struct bpf_verifier_env *env,
7951                                 int regno,
7952                                 const struct bpf_reg_state *reg,
7953                                 int off)
7954 {
7955         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
7956                 char tn_buf[48];
7957
7958                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
7959                 verbose(env, "R%d variable stack access prohibited for !root, var_off=%s off=%d\n",
7960                         regno, tn_buf, off);
7961                 return -EACCES;
7962         }
7963
7964         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK) {
7965                 verbose(env, "R%d stack pointer arithmetic goes out of range, "
7966                         "prohibited for !root; off=%d\n", regno, off);
7967                 return -EACCES;
7968         }
7969
7970         return 0;
7971 }
7972
7973 static int sanitize_check_bounds(struct bpf_verifier_env *env,
7974                                  const struct bpf_insn *insn,
7975                                  const struct bpf_reg_state *dst_reg)
7976 {
7977         u32 dst = insn->dst_reg;
7978
7979         /* For unprivileged we require that resulting offset must be in bounds
7980          * in order to be able to sanitize access later on.
7981          */
7982         if (env->bypass_spec_v1)
7983                 return 0;
7984
7985         switch (dst_reg->type) {
7986         case PTR_TO_STACK:
7987                 if (check_stack_access_for_ptr_arithmetic(env, dst, dst_reg,
7988                                         dst_reg->off + dst_reg->var_off.value))
7989                         return -EACCES;
7990                 break;
7991         case PTR_TO_MAP_VALUE:
7992                 if (check_map_access(env, dst, dst_reg->off, 1, false, ACCESS_HELPER)) {
7993                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic of map value goes out of range, "
7994                                 "prohibited for !root\n", dst);
7995                         return -EACCES;
7996                 }
7997                 break;
7998         default:
7999                 break;
8000         }
8001
8002         return 0;
8003 }
8004
8005 /* Handles arithmetic on a pointer and a scalar: computes new min/max and var_off.
8006  * Caller should also handle BPF_MOV case separately.
8007  * If we return -EACCES, caller may want to try again treating pointer as a
8008  * scalar.  So we only emit a diagnostic if !env->allow_ptr_leaks.
8009  */
8010 static int adjust_ptr_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
8011                                    struct bpf_insn *insn,
8012                                    const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
8013                                    const struct bpf_reg_state *off_reg)
8014 {
8015         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
8016         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
8017         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg;
8018         bool known = tnum_is_const(off_reg->var_off);
8019         s64 smin_val = off_reg->smin_value, smax_val = off_reg->smax_value,
8020             smin_ptr = ptr_reg->smin_value, smax_ptr = ptr_reg->smax_value;
8021         u64 umin_val = off_reg->umin_value, umax_val = off_reg->umax_value,
8022             umin_ptr = ptr_reg->umin_value, umax_ptr = ptr_reg->umax_value;
8023         struct bpf_sanitize_info info = {};
8024         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
8025         u32 dst = insn->dst_reg;
8026         int ret;
8027
8028         dst_reg = &regs[dst];
8029
8030         if ((known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
8031             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
8032                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
8033                  * e.g. dead branches.
8034                  */
8035                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
8036                 return 0;
8037         }
8038
8039         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
8040                 /* 32-bit ALU ops on pointers produce (meaningless) scalars */
8041                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
8042                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
8043                         return 0;
8044                 }
8045
8046                 verbose(env,
8047                         "R%d 32-bit pointer arithmetic prohibited\n",
8048                         dst);
8049                 return -EACCES;
8050         }
8051
8052         if (ptr_reg->type & PTR_MAYBE_NULL) {
8053                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited, null-check it first\n",
8054                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
8055                 return -EACCES;
8056         }
8057
8058         switch (base_type(ptr_reg->type)) {
8059         case CONST_PTR_TO_MAP:
8060                 /* smin_val represents the known value */
8061                 if (known && smin_val == 0 && opcode == BPF_ADD)
8062                         break;
8063                 fallthrough;
8064         case PTR_TO_PACKET_END:
8065         case PTR_TO_SOCKET:
8066         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
8067         case PTR_TO_TCP_SOCK:
8068         case PTR_TO_XDP_SOCK:
8069                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited\n",
8070                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
8071                 return -EACCES;
8072         default:
8073                 break;
8074         }
8075
8076         /* In case of 'scalar += pointer', dst_reg inherits pointer type and id.
8077          * The id may be overwritten later if we create a new variable offset.
8078          */
8079         dst_reg->type = ptr_reg->type;
8080         dst_reg->id = ptr_reg->id;
8081
8082         if (!check_reg_sane_offset(env, off_reg, ptr_reg->type) ||
8083             !check_reg_sane_offset(env, ptr_reg, ptr_reg->type))
8084                 return -EINVAL;
8085
8086         /* pointer types do not carry 32-bit bounds at the moment. */
8087         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
8088
8089         if (sanitize_needed(opcode)) {
8090                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, off_reg, dst_reg,
8091                                        &info, false);
8092                 if (ret < 0)
8093                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
8094         }
8095
8096         switch (opcode) {
8097         case BPF_ADD:
8098                 /* We can take a fixed offset as long as it doesn't overflow
8099                  * the s32 'off' field
8100                  */
8101                 if (known && (ptr_reg->off + smin_val ==
8102                               (s64)(s32)(ptr_reg->off + smin_val))) {
8103                         /* pointer += K.  Accumulate it into fixed offset */
8104                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
8105                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
8106                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
8107                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
8108                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
8109                         dst_reg->off = ptr_reg->off + smin_val;
8110                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
8111                         break;
8112                 }
8113                 /* A new variable offset is created.  Note that off_reg->off
8114                  * == 0, since it's a scalar.
8115                  * dst_reg gets the pointer type and since some positive
8116                  * integer value was added to the pointer, give it a new 'id'
8117                  * if it's a PTR_TO_PACKET.
8118                  * this creates a new 'base' pointer, off_reg (variable) gets
8119                  * added into the variable offset, and we copy the fixed offset
8120                  * from ptr_reg.
8121                  */
8122                 if (signed_add_overflows(smin_ptr, smin_val) ||
8123                     signed_add_overflows(smax_ptr, smax_val)) {
8124                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8125                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8126                 } else {
8127                         dst_reg->smin_value = smin_ptr + smin_val;
8128                         dst_reg->smax_value = smax_ptr + smax_val;
8129                 }
8130                 if (umin_ptr + umin_val < umin_ptr ||
8131                     umax_ptr + umax_val < umax_ptr) {
8132                         dst_reg->umin_value = 0;
8133                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
8134                 } else {
8135                         dst_reg->umin_value = umin_ptr + umin_val;
8136                         dst_reg->umax_value = umax_ptr + umax_val;
8137                 }
8138                 dst_reg->var_off = tnum_add(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
8139                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
8140                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
8141                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
8142                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
8143                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
8144                         memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
8145                 }
8146                 break;
8147         case BPF_SUB:
8148                 if (dst_reg == off_reg) {
8149                         /* scalar -= pointer.  Creates an unknown scalar */
8150                         verbose(env, "R%d tried to subtract pointer from scalar\n",
8151                                 dst);
8152                         return -EACCES;
8153                 }
8154                 /* We don't allow subtraction from FP, because (according to
8155                  * test_verifier.c test "invalid fp arithmetic", JITs might not
8156                  * be able to deal with it.
8157                  */
8158                 if (ptr_reg->type == PTR_TO_STACK) {
8159                         verbose(env, "R%d subtraction from stack pointer prohibited\n",
8160                                 dst);
8161                         return -EACCES;
8162                 }
8163                 if (known && (ptr_reg->off - smin_val ==
8164                               (s64)(s32)(ptr_reg->off - smin_val))) {
8165                         /* pointer -= K.  Subtract it from fixed offset */
8166                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
8167                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
8168                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
8169                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
8170                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
8171                         dst_reg->id = ptr_reg->id;
8172                         dst_reg->off = ptr_reg->off - smin_val;
8173                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
8174                         break;
8175                 }
8176                 /* A new variable offset is created.  If the subtrahend is known
8177                  * nonnegative, then any reg->range we had before is still good.
8178                  */
8179                 if (signed_sub_overflows(smin_ptr, smax_val) ||
8180                     signed_sub_overflows(smax_ptr, smin_val)) {
8181                         /* Overflow possible, we know nothing */
8182                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8183                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8184                 } else {
8185                         dst_reg->smin_value = smin_ptr - smax_val;
8186                         dst_reg->smax_value = smax_ptr - smin_val;
8187                 }
8188                 if (umin_ptr < umax_val) {
8189                         /* Overflow possible, we know nothing */
8190                         dst_reg->umin_value = 0;
8191                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
8192                 } else {
8193                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
8194                         dst_reg->umin_value = umin_ptr - umax_val;
8195                         dst_reg->umax_value = umax_ptr - umin_val;
8196                 }
8197                 dst_reg->var_off = tnum_sub(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
8198                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
8199                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
8200                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
8201                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
8202                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
8203                         if (smin_val < 0)
8204                                 memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
8205                 }
8206                 break;
8207         case BPF_AND:
8208         case BPF_OR:
8209         case BPF_XOR:
8210                 /* bitwise ops on pointers are troublesome, prohibit. */
8211                 verbose(env, "R%d bitwise operator %s on pointer prohibited\n",
8212                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
8213                 return -EACCES;
8214         default:
8215                 /* other operators (e.g. MUL,LSH) produce non-pointer results */
8216                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic with %s operator prohibited\n",
8217                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
8218                 return -EACCES;
8219         }
8220
8221         if (!check_reg_sane_offset(env, dst_reg, ptr_reg->type))
8222                 return -EINVAL;
8223         reg_bounds_sync(dst_reg);
8224         if (sanitize_check_bounds(env, insn, dst_reg) < 0)
8225                 return -EACCES;
8226         if (sanitize_needed(opcode)) {
8227                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, dst_reg, off_reg, dst_reg,
8228                                        &info, true);
8229                 if (ret < 0)
8230                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
8231         }
8232
8233         return 0;
8234 }
8235
8236 static void scalar32_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8237                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
8238 {
8239         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
8240         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
8241         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
8242         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
8243
8244         if (signed_add32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smin_val) ||
8245             signed_add32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smax_val)) {
8246                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8247                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8248         } else {
8249                 dst_reg->s32_min_value += smin_val;
8250                 dst_reg->s32_max_value += smax_val;
8251         }
8252         if (dst_reg->u32_min_value + umin_val < umin_val ||
8253             dst_reg->u32_max_value + umax_val < umax_val) {
8254                 dst_reg->u32_min_value = 0;
8255                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
8256         } else {
8257                 dst_reg->u32_min_value += umin_val;
8258                 dst_reg->u32_max_value += umax_val;
8259         }
8260 }
8261
8262 static void scalar_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8263                                struct bpf_reg_state *src_reg)
8264 {
8265         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
8266         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
8267         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
8268         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
8269
8270         if (signed_add_overflows(dst_reg->smin_value, smin_val) ||
8271             signed_add_overflows(dst_reg->smax_value, smax_val)) {
8272                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8273                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8274         } else {
8275                 dst_reg->smin_value += smin_val;
8276                 dst_reg->smax_value += smax_val;
8277         }
8278         if (dst_reg->umin_value + umin_val < umin_val ||
8279             dst_reg->umax_value + umax_val < umax_val) {
8280                 dst_reg->umin_value = 0;
8281                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
8282         } else {
8283                 dst_reg->umin_value += umin_val;
8284                 dst_reg->umax_value += umax_val;
8285         }
8286 }
8287
8288 static void scalar32_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8289                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
8290 {
8291         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
8292         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
8293         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
8294         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
8295
8296         if (signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smax_val) ||
8297             signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smin_val)) {
8298                 /* Overflow possible, we know nothing */
8299                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8300                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8301         } else {
8302                 dst_reg->s32_min_value -= smax_val;
8303                 dst_reg->s32_max_value -= smin_val;
8304         }
8305         if (dst_reg->u32_min_value < umax_val) {
8306                 /* Overflow possible, we know nothing */
8307                 dst_reg->u32_min_value = 0;
8308                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
8309         } else {
8310                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
8311                 dst_reg->u32_min_value -= umax_val;
8312                 dst_reg->u32_max_value -= umin_val;
8313         }
8314 }
8315
8316 static void scalar_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8317                                struct bpf_reg_state *src_reg)
8318 {
8319         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
8320         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
8321         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
8322         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
8323
8324         if (signed_sub_overflows(dst_reg->smin_value, smax_val) ||
8325             signed_sub_overflows(dst_reg->smax_value, smin_val)) {
8326                 /* Overflow possible, we know nothing */
8327                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8328                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8329         } else {
8330                 dst_reg->smin_value -= smax_val;
8331                 dst_reg->smax_value -= smin_val;
8332         }
8333         if (dst_reg->umin_value < umax_val) {
8334                 /* Overflow possible, we know nothing */
8335                 dst_reg->umin_value = 0;
8336                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
8337         } else {
8338                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
8339                 dst_reg->umin_value -= umax_val;
8340                 dst_reg->umax_value -= umin_val;
8341         }
8342 }
8343
8344 static void scalar32_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8345                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
8346 {
8347         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
8348         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
8349         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
8350
8351         if (smin_val < 0 || dst_reg->s32_min_value < 0) {
8352                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
8353                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
8354                 return;
8355         }
8356         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
8357          * copy the result to signed (unless it exceeds S32_MAX).
8358          */
8359         if (umax_val > U16_MAX || dst_reg->u32_max_value > U16_MAX) {
8360                 /* Potential overflow, we know nothing */
8361                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
8362                 return;
8363         }
8364         dst_reg->u32_min_value *= umin_val;
8365         dst_reg->u32_max_value *= umax_val;
8366         if (dst_reg->u32_max_value > S32_MAX) {
8367                 /* Overflow possible, we know nothing */
8368                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8369                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8370         } else {
8371                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
8372                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
8373         }
8374 }
8375
8376 static void scalar_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8377                                struct bpf_reg_state *src_reg)
8378 {
8379         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
8380         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
8381         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
8382
8383         if (smin_val < 0 || dst_reg->smin_value < 0) {
8384                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
8385                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
8386                 return;
8387         }
8388         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
8389          * copy the result to signed (unless it exceeds S64_MAX).
8390          */
8391         if (umax_val > U32_MAX || dst_reg->umax_value > U32_MAX) {
8392                 /* Potential overflow, we know nothing */
8393                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
8394                 return;
8395         }
8396         dst_reg->umin_value *= umin_val;
8397         dst_reg->umax_value *= umax_val;
8398         if (dst_reg->umax_value > S64_MAX) {
8399                 /* Overflow possible, we know nothing */
8400                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8401                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8402         } else {
8403                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
8404                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
8405         }
8406 }
8407
8408 static void scalar32_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8409                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
8410 {
8411         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
8412         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
8413         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
8414         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
8415         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
8416
8417         if (src_known && dst_known) {
8418                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
8419                 return;
8420         }
8421
8422         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
8423          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
8424          */
8425         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
8426         dst_reg->u32_max_value = min(dst_reg->u32_max_value, umax_val);
8427         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
8428                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
8429                  * ain't nobody got time for that.
8430                  */
8431                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8432                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8433         } else {
8434                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
8435                  * cast result into s64.
8436                  */
8437                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
8438                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
8439         }
8440 }
8441
8442 static void scalar_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8443                                struct bpf_reg_state *src_reg)
8444 {
8445         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
8446         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
8447         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
8448         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
8449
8450         if (src_known && dst_known) {
8451                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
8452                 return;
8453         }
8454
8455         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
8456          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
8457          */
8458         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
8459         dst_reg->umax_value = min(dst_reg->umax_value, umax_val);
8460         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
8461                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
8462                  * ain't nobody got time for that.
8463                  */
8464                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8465                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8466         } else {
8467                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
8468                  * cast result into s64.
8469                  */
8470                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
8471                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
8472         }
8473         /* We may learn something more from the var_off */
8474         __update_reg_bounds(dst_reg);
8475 }
8476
8477 static void scalar32_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8478                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
8479 {
8480         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
8481         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
8482         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
8483         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
8484         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
8485
8486         if (src_known && dst_known) {
8487                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
8488                 return;
8489         }
8490
8491         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
8492          * maximum of the operands' minima
8493          */
8494         dst_reg->u32_min_value = max(dst_reg->u32_min_value, umin_val);
8495         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
8496         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
8497                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
8498                  * ain't nobody got time for that.
8499                  */
8500                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8501                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8502         } else {
8503                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
8504                  * cast result into s64.
8505                  */
8506                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
8507                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
8508         }
8509 }
8510
8511 static void scalar_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8512                               struct bpf_reg_state *src_reg)
8513 {
8514         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
8515         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
8516         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
8517         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
8518
8519         if (src_known && dst_known) {
8520                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
8521                 return;
8522         }
8523
8524         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
8525          * maximum of the operands' minima
8526          */
8527         dst_reg->umin_value = max(dst_reg->umin_value, umin_val);
8528         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
8529         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
8530                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
8531                  * ain't nobody got time for that.
8532                  */
8533                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8534                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8535         } else {
8536                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
8537                  * cast result into s64.
8538                  */
8539                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
8540                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
8541         }
8542         /* We may learn something more from the var_off */
8543         __update_reg_bounds(dst_reg);
8544 }
8545
8546 static void scalar32_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8547                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
8548 {
8549         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
8550         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
8551         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
8552         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
8553
8554         if (src_known && dst_known) {
8555                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
8556                 return;
8557         }
8558
8559         /* We get both minimum and maximum from the var32_off. */
8560         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
8561         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
8562
8563         if (dst_reg->s32_min_value >= 0 && smin_val >= 0) {
8564                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
8565                  * so safe to cast u32 result into s32.
8566                  */
8567                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
8568                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
8569         } else {
8570                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8571                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8572         }
8573 }
8574
8575 static void scalar_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8576                                struct bpf_reg_state *src_reg)
8577 {
8578         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
8579         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
8580         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
8581
8582         if (src_known && dst_known) {
8583                 /* dst_reg->var_off.value has been updated earlier */
8584                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
8585                 return;
8586         }
8587
8588         /* We get both minimum and maximum from the var_off. */
8589         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
8590         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
8591
8592         if (dst_reg->smin_value >= 0 && smin_val >= 0) {
8593                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
8594                  * so safe to cast u64 result into s64.
8595                  */
8596                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
8597                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
8598         } else {
8599                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8600                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8601         }
8602
8603         __update_reg_bounds(dst_reg);
8604 }
8605
8606 static void __scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8607                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
8608 {
8609         /* We lose all sign bit information (except what we can pick
8610          * up from var_off)
8611          */
8612         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8613         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8614         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
8615         if (umax_val > 31 || dst_reg->u32_max_value > 1ULL << (31 - umax_val)) {
8616                 dst_reg->u32_min_value = 0;
8617                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
8618         } else {
8619                 dst_reg->u32_min_value <<= umin_val;
8620                 dst_reg->u32_max_value <<= umax_val;
8621         }
8622 }
8623
8624 static void scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8625                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
8626 {
8627         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
8628         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
8629         /* u32 alu operation will zext upper bits */
8630         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
8631
8632         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
8633         dst_reg->var_off = tnum_subreg(tnum_lshift(subreg, umin_val));
8634         /* Not required but being careful mark reg64 bounds as unknown so
8635          * that we are forced to pick them up from tnum and zext later and
8636          * if some path skips this step we are still safe.
8637          */
8638         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
8639         __update_reg32_bounds(dst_reg);
8640 }
8641
8642 static void __scalar64_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8643                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
8644 {
8645         /* Special case <<32 because it is a common compiler pattern to sign
8646          * extend subreg by doing <<32 s>>32. In this case if 32bit bounds are
8647          * positive we know this shift will also be positive so we can track
8648          * bounds correctly. Otherwise we lose all sign bit information except
8649          * what we can pick up from var_off. Perhaps we can generalize this
8650          * later to shifts of any length.
8651          */
8652         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_max_value >= 0)
8653                 dst_reg->smax_value = (s64)dst_reg->s32_max_value << 32;
8654         else
8655                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8656
8657         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_min_value >= 0)
8658                 dst_reg->smin_value = (s64)dst_reg->s32_min_value << 32;
8659         else
8660                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8661
8662         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
8663         if (dst_reg->umax_value > 1ULL << (63 - umax_val)) {
8664                 dst_reg->umin_value = 0;
8665                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
8666         } else {
8667                 dst_reg->umin_value <<= umin_val;
8668                 dst_reg->umax_value <<= umax_val;
8669         }
8670 }
8671
8672 static void scalar_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8673                                struct bpf_reg_state *src_reg)
8674 {
8675         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
8676         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
8677
8678         /* scalar64 calc uses 32bit unshifted bounds so must be called first */
8679         __scalar64_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
8680         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
8681
8682         dst_reg->var_off = tnum_lshift(dst_reg->var_off, umin_val);
8683         /* We may learn something more from the var_off */
8684         __update_reg_bounds(dst_reg);
8685 }
8686
8687 static void scalar32_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8688                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
8689 {
8690         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
8691         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
8692         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
8693
8694         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
8695          * be negative, then either:
8696          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
8697          *    unknown, so we lose our signed bounds
8698          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
8699          *    signed bounds
8700          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
8701          *    about the result
8702          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
8703          * unsigned bounds capture the signed bounds.
8704          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
8705          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
8706          * var_off of the result.
8707          */
8708         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8709         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8710
8711         dst_reg->var_off = tnum_rshift(subreg, umin_val);
8712         dst_reg->u32_min_value >>= umax_val;
8713         dst_reg->u32_max_value >>= umin_val;
8714
8715         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
8716         __update_reg32_bounds(dst_reg);
8717 }
8718
8719 static void scalar_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8720                                struct bpf_reg_state *src_reg)
8721 {
8722         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
8723         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
8724
8725         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
8726          * be negative, then either:
8727          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
8728          *    unknown, so we lose our signed bounds
8729          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
8730          *    signed bounds
8731          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
8732          *    about the result
8733          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
8734          * unsigned bounds capture the signed bounds.
8735          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
8736          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
8737          * var_off of the result.
8738          */
8739         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8740         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8741         dst_reg->var_off = tnum_rshift(dst_reg->var_off, umin_val);
8742         dst_reg->umin_value >>= umax_val;
8743         dst_reg->umax_value >>= umin_val;
8744
8745         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
8746          * on bits being shifted in. Take easy way out and mark unbounded
8747          * so we can recalculate later from tnum.
8748          */
8749         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
8750         __update_reg_bounds(dst_reg);
8751 }
8752
8753 static void scalar32_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8754                                   struct bpf_reg_state *src_reg)
8755 {
8756         u64 umin_val = src_reg->u32_min_value;
8757
8758         /* Upon reaching here, src_known is true and
8759          * umax_val is equal to umin_val.
8760          */
8761         dst_reg->s32_min_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_min_value) >> umin_val);
8762         dst_reg->s32_max_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_max_value) >> umin_val);
8763
8764         dst_reg->var_off = tnum_arshift(tnum_subreg(dst_reg->var_off), umin_val, 32);
8765
8766         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
8767          * dst_reg var_off to refine the result.
8768          */
8769         dst_reg->u32_min_value = 0;
8770         dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
8771
8772         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
8773         __update_reg32_bounds(dst_reg);
8774 }
8775
8776 static void scalar_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8777                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
8778 {
8779         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
8780
8781         /* Upon reaching here, src_known is true and umax_val is equal
8782          * to umin_val.
8783          */
8784         dst_reg->smin_value >>= umin_val;
8785         dst_reg->smax_value >>= umin_val;
8786
8787         dst_reg->var_off = tnum_arshift(dst_reg->var_off, umin_val, 64);
8788
8789         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
8790          * dst_reg var_off to refine the result.
8791          */
8792         dst_reg->umin_value = 0;
8793         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
8794
8795         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
8796          * on bits being shifted in from upper 32-bits. Take easy way out
8797          * and mark unbounded so we can recalculate later from tnum.
8798          */
8799         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
8800         __update_reg_bounds(dst_reg);
8801 }
8802
8803 /* WARNING: This function does calculations on 64-bit values, but the actual
8804  * execution may occur on 32-bit values. Therefore, things like bitshifts
8805  * need extra checks in the 32-bit case.
8806  */
8807 static int adjust_scalar_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
8808                                       struct bpf_insn *insn,
8809                                       struct bpf_reg_state *dst_reg,
8810                                       struct bpf_reg_state src_reg)
8811 {
8812         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
8813         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
8814         bool src_known;
8815         s64 smin_val, smax_val;
8816         u64 umin_val, umax_val;
8817         s32 s32_min_val, s32_max_val;
8818         u32 u32_min_val, u32_max_val;
8819         u64 insn_bitness = (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) ? 64 : 32;
8820         bool alu32 = (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64);
8821         int ret;
8822
8823         smin_val = src_reg.smin_value;
8824         smax_val = src_reg.smax_value;
8825         umin_val = src_reg.umin_value;
8826         umax_val = src_reg.umax_value;
8827
8828         s32_min_val = src_reg.s32_min_value;
8829         s32_max_val = src_reg.s32_max_value;
8830         u32_min_val = src_reg.u32_min_value;
8831         u32_max_val = src_reg.u32_max_value;
8832
8833         if (alu32) {
8834                 src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg.var_off);
8835                 if ((src_known &&
8836                      (s32_min_val != s32_max_val || u32_min_val != u32_max_val)) ||
8837                     s32_min_val > s32_max_val || u32_min_val > u32_max_val) {
8838                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
8839                          * derived from e.g. dead branches.
8840                          */
8841                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
8842                         return 0;
8843                 }
8844         } else {
8845                 src_known = tnum_is_const(src_reg.var_off);
8846                 if ((src_known &&
8847                      (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
8848                     smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
8849                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
8850                          * derived from e.g. dead branches.
8851                          */
8852                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
8853                         return 0;
8854                 }
8855         }
8856
8857         if (!src_known &&
8858             opcode != BPF_ADD && opcode != BPF_SUB && opcode != BPF_AND) {
8859                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
8860                 return 0;
8861         }
8862
8863         if (sanitize_needed(opcode)) {
8864                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
8865                 if (ret < 0)
8866                         return sanitize_err(env, insn, ret, NULL, NULL);
8867         }
8868
8869         /* Calculate sign/unsigned bounds and tnum for alu32 and alu64 bit ops.
8870          * There are two classes of instructions: The first class we track both
8871          * alu32 and alu64 sign/unsigned bounds independently this provides the
8872          * greatest amount of precision when alu operations are mixed with jmp32
8873          * operations. These operations are BPF_ADD, BPF_SUB, BPF_MUL, BPF_ADD,
8874          * and BPF_OR. This is possible because these ops have fairly easy to
8875          * understand and calculate behavior in both 32-bit and 64-bit alu ops.
8876          * See alu32 verifier tests for examples. The second class of
8877          * operations, BPF_LSH, BPF_RSH, and BPF_ARSH, however are not so easy
8878          * with regards to tracking sign/unsigned bounds because the bits may
8879          * cross subreg boundaries in the alu64 case. When this happens we mark
8880          * the reg unbounded in the subreg bound space and use the resulting
8881          * tnum to calculate an approximation of the sign/unsigned bounds.
8882          */
8883         switch (opcode) {
8884         case BPF_ADD:
8885                 scalar32_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
8886                 scalar_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
8887                 dst_reg->var_off = tnum_add(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
8888                 break;
8889         case BPF_SUB:
8890                 scalar32_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
8891                 scalar_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
8892                 dst_reg->var_off = tnum_sub(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
8893                 break;
8894         case BPF_MUL:
8895                 dst_reg->var_off = tnum_mul(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
8896                 scalar32_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
8897                 scalar_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
8898                 break;
8899         case BPF_AND:
8900                 dst_reg->var_off = tnum_and(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
8901                 scalar32_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
8902                 scalar_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
8903                 break;
8904         case BPF_OR:
8905                 dst_reg->var_off = tnum_or(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
8906                 scalar32_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
8907                 scalar_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
8908                 break;
8909         case BPF_XOR:
8910                 dst_reg->var_off = tnum_xor(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
8911                 scalar32_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
8912                 scalar_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
8913                 break;
8914         case BPF_LSH:
8915                 if (umax_val >= insn_bitness) {
8916                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
8917                          * This includes shifts by a negative number.
8918                          */
8919                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
8920                         break;
8921                 }
8922                 if (alu32)
8923                         scalar32_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
8924                 else
8925                         scalar_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
8926                 break;
8927         case BPF_RSH:
8928                 if (umax_val >= insn_bitness) {
8929                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
8930                          * This includes shifts by a negative number.
8931                          */
8932                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
8933                         break;
8934                 }
8935                 if (alu32)
8936                         scalar32_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
8937                 else
8938                         scalar_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
8939                 break;
8940         case BPF_ARSH:
8941                 if (umax_val >= insn_bitness) {
8942                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
8943                          * This includes shifts by a negative number.
8944                          */
8945                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
8946                         break;
8947                 }
8948                 if (alu32)
8949                         scalar32_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
8950                 else
8951                         scalar_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
8952                 break;
8953         default:
8954                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
8955                 break;
8956         }
8957
8958         /* ALU32 ops are zero extended into 64bit register */
8959         if (alu32)
8960                 zext_32_to_64(dst_reg);
8961         reg_bounds_sync(dst_reg);
8962         return 0;
8963 }
8964
8965 /* Handles ALU ops other than BPF_END, BPF_NEG and BPF_MOV: computes new min/max
8966  * and var_off.
8967  */
8968 static int adjust_reg_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
8969                                    struct bpf_insn *insn)
8970 {
8971         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
8972         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
8973         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg, *src_reg;
8974         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, off_reg = {0};
8975         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
8976         int err;
8977
8978         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
8979         src_reg = NULL;
8980         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE)
8981                 ptr_reg = dst_reg;
8982         else
8983                 /* Make sure ID is cleared otherwise dst_reg min/max could be
8984                  * incorrectly propagated into other registers by find_equal_scalars()
8985                  */
8986                 dst_reg->id = 0;
8987         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
8988                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
8989                 if (src_reg->type != SCALAR_VALUE) {
8990                         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE) {
8991                                 /* Combining two pointers by any ALU op yields
8992                                  * an arbitrary scalar. Disallow all math except
8993                                  * pointer subtraction
8994                                  */
8995                                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
8996                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
8997                                         return 0;
8998                                 }
8999                                 verbose(env, "R%d pointer %s pointer prohibited\n",
9000                                         insn->dst_reg,
9001                                         bpf_alu_string[opcode >> 4]);
9002                                 return -EACCES;
9003                         } else {
9004                                 /* scalar += pointer
9005                                  * This is legal, but we have to reverse our
9006                                  * src/dest handling in computing the range
9007                                  */
9008                                 err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
9009                                 if (err)
9010                                         return err;
9011                                 return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
9012                                                                src_reg, dst_reg);
9013                         }
9014                 } else if (ptr_reg) {
9015                         /* pointer += scalar */
9016                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
9017                         if (err)
9018                                 return err;
9019                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
9020                                                        dst_reg, src_reg);
9021                 }
9022         } else {
9023                 /* Pretend the src is a reg with a known value, since we only
9024                  * need to be able to read from this state.
9025                  */
9026                 off_reg.type = SCALAR_VALUE;
9027                 __mark_reg_known(&off_reg, insn->imm);
9028                 src_reg = &off_reg;
9029                 if (ptr_reg) /* pointer += K */
9030                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
9031                                                        ptr_reg, src_reg);
9032         }
9033
9034         /* Got here implies adding two SCALAR_VALUEs */
9035         if (WARN_ON_ONCE(ptr_reg)) {
9036                 print_verifier_state(env, state, true);
9037                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected ptr_reg\n");
9038                 return -EINVAL;
9039         }
9040         if (WARN_ON(!src_reg)) {
9041                 print_verifier_state(env, state, true);
9042                 verbose(env, "verifier internal error: no src_reg\n");
9043                 return -EINVAL;
9044         }
9045         return adjust_scalar_min_max_vals(env, insn, dst_reg, *src_reg);
9046 }
9047
9048 /* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
9049 static int check_alu_op(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
9050 {
9051         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
9052         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
9053         int err;
9054
9055         if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
9056                 if (opcode == BPF_NEG) {
9057                         if (BPF_SRC(insn->code) != 0 ||
9058                             insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
9059                             insn->off != 0 || insn->imm != 0) {
9060                                 verbose(env, "BPF_NEG uses reserved fields\n");
9061                                 return -EINVAL;
9062                         }
9063                 } else {
9064                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
9065                             (insn->imm != 16 && insn->imm != 32 && insn->imm != 64) ||
9066                             BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
9067                                 verbose(env, "BPF_END uses reserved fields\n");
9068                                 return -EINVAL;
9069                         }
9070                 }
9071
9072                 /* check src operand */
9073                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
9074                 if (err)
9075                         return err;
9076
9077                 if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
9078                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic prohibited\n",
9079                                 insn->dst_reg);
9080                         return -EACCES;
9081                 }
9082
9083                 /* check dest operand */
9084                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
9085                 if (err)
9086                         return err;
9087
9088         } else if (opcode == BPF_MOV) {
9089
9090                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
9091                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
9092                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
9093                                 return -EINVAL;
9094                         }
9095
9096                         /* check src operand */
9097                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
9098                         if (err)
9099                                 return err;
9100                 } else {
9101                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
9102                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
9103                                 return -EINVAL;
9104                         }
9105                 }
9106
9107                 /* check dest operand, mark as required later */
9108                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
9109                 if (err)
9110                         return err;
9111
9112                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
9113                         struct bpf_reg_state *src_reg = regs + insn->src_reg;
9114                         struct bpf_reg_state *dst_reg = regs + insn->dst_reg;
9115
9116                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
9117                                 /* case: R1 = R2
9118                                  * copy register state to dest reg
9119                                  */
9120                                 if (src_reg->type == SCALAR_VALUE && !src_reg->id)
9121                                         /* Assign src and dst registers the same ID
9122                                          * that will be used by find_equal_scalars()
9123                                          * to propagate min/max range.
9124                                          */
9125                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
9126                                 *dst_reg = *src_reg;
9127                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
9128                                 dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
9129                         } else {
9130                                 /* R1 = (u32) R2 */
9131                                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
9132                                         verbose(env,
9133                                                 "R%d partial copy of pointer\n",
9134                                                 insn->src_reg);
9135                                         return -EACCES;
9136                                 } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
9137                                         *dst_reg = *src_reg;
9138                                         /* Make sure ID is cleared otherwise
9139                                          * dst_reg min/max could be incorrectly
9140                                          * propagated into src_reg by find_equal_scalars()
9141                                          */
9142                                         dst_reg->id = 0;
9143                                         dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
9144                                         dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
9145                                 } else {
9146                                         mark_reg_unknown(env, regs,
9147                                                          insn->dst_reg);
9148                                 }
9149                                 zext_32_to_64(dst_reg);
9150                                 reg_bounds_sync(dst_reg);
9151                         }
9152                 } else {
9153                         /* case: R = imm
9154                          * remember the value we stored into this reg
9155                          */
9156                         /* clear any state __mark_reg_known doesn't set */
9157                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
9158                         regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
9159                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
9160                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
9161                                                  insn->imm);
9162                         } else {
9163                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
9164                                                  (u32)insn->imm);
9165                         }
9166                 }
9167
9168         } else if (opcode > BPF_END) {
9169                 verbose(env, "invalid BPF_ALU opcode %x\n", opcode);
9170                 return -EINVAL;
9171
9172         } else {        /* all other ALU ops: and, sub, xor, add, ... */
9173
9174                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
9175                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
9176                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
9177                                 return -EINVAL;
9178                         }
9179                         /* check src1 operand */
9180                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
9181                         if (err)
9182                                 return err;
9183                 } else {
9184                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
9185                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
9186                                 return -EINVAL;
9187                         }
9188                 }
9189
9190                 /* check src2 operand */
9191                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
9192                 if (err)
9193                         return err;
9194
9195                 if ((opcode == BPF_MOD || opcode == BPF_DIV) &&
9196                     BPF_SRC(insn->code) == BPF_K && insn->imm == 0) {
9197                         verbose(env, "div by zero\n");
9198                         return -EINVAL;
9199                 }
9200
9201                 if ((opcode == BPF_LSH || opcode == BPF_RSH ||
9202                      opcode == BPF_ARSH) && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
9203                         int size = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ? 64 : 32;
9204
9205                         if (insn->imm < 0 || insn->imm >= size) {
9206                                 verbose(env, "invalid shift %d\n", insn->imm);
9207                                 return -EINVAL;
9208                         }
9209                 }
9210
9211                 /* check dest operand */
9212                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
9213                 if (err)
9214                         return err;
9215
9216                 return adjust_reg_min_max_vals(env, insn);
9217         }
9218
9219         return 0;
9220 }
9221
9222 static void __find_good_pkt_pointers(struct bpf_func_state *state,
9223                                      struct bpf_reg_state *dst_reg,
9224                                      enum bpf_reg_type type, int new_range)
9225 {
9226         struct bpf_reg_state *reg;
9227         int i;
9228
9229         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
9230                 reg = &state->regs[i];
9231                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
9232                         /* keep the maximum range already checked */
9233                         reg->range = max(reg->range, new_range);
9234         }
9235
9236         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
9237                 if (!reg)
9238                         continue;
9239                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
9240                         reg->range = max(reg->range, new_range);
9241         }
9242 }
9243
9244 static void find_good_pkt_pointers(struct bpf_verifier_state *vstate,
9245                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
9246                                    enum bpf_reg_type type,
9247                                    bool range_right_open)
9248 {
9249         int new_range, i;
9250
9251         if (dst_reg->off < 0 ||
9252             (dst_reg->off == 0 && range_right_open))
9253                 /* This doesn't give us any range */
9254                 return;
9255
9256         if (dst_reg->umax_value > MAX_PACKET_OFF ||
9257             dst_reg->umax_value + dst_reg->off > MAX_PACKET_OFF)
9258                 /* Risk of overflow.  For instance, ptr + (1<<63) may be less
9259                  * than pkt_end, but that's because it's also less than pkt.
9260                  */
9261                 return;
9262
9263         new_range = dst_reg->off;
9264         if (range_right_open)
9265                 new_range++;
9266
9267         /* Examples for register markings:
9268          *
9269          * pkt_data in dst register:
9270          *
9271          *   r2 = r3;
9272          *   r2 += 8;
9273          *   if (r2 > pkt_end) goto <handle exception>
9274          *   <access okay>
9275          *
9276          *   r2 = r3;
9277          *   r2 += 8;
9278          *   if (r2 < pkt_end) goto <access okay>
9279          *   <handle exception>
9280          *
9281          *   Where:
9282          *     r2 == dst_reg, pkt_end == src_reg
9283          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
9284          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
9285          *
9286          * pkt_data in src register:
9287          *
9288          *   r2 = r3;
9289          *   r2 += 8;
9290          *   if (pkt_end >= r2) goto <access okay>
9291          *   <handle exception>
9292          *
9293          *   r2 = r3;
9294          *   r2 += 8;
9295          *   if (pkt_end <= r2) goto <handle exception>
9296          *   <access okay>
9297          *
9298          *   Where:
9299          *     pkt_end == dst_reg, r2 == src_reg
9300          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
9301          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
9302          *
9303          * Find register r3 and mark its range as r3=pkt(id=n,off=0,r=8)
9304          * or r3=pkt(id=n,off=0,r=8-1), so that range of bytes [r3, r3 + 8)
9305          * and [r3, r3 + 8-1) respectively is safe to access depending on
9306          * the check.
9307          */
9308
9309         /* If our ids match, then we must have the same max_value.  And we
9310          * don't care about the other reg's fixed offset, since if it's too big
9311          * the range won't allow anything.
9312          * dst_reg->off is known < MAX_PACKET_OFF, therefore it fits in a u16.
9313          */
9314         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
9315                 __find_good_pkt_pointers(vstate->frame[i], dst_reg, type,
9316                                          new_range);
9317 }
9318
9319 static int is_branch32_taken(struct bpf_reg_state *reg, u32 val, u8 opcode)
9320 {
9321         struct tnum subreg = tnum_subreg(reg->var_off);
9322         s32 sval = (s32)val;
9323
9324         switch (opcode) {
9325         case BPF_JEQ:
9326                 if (tnum_is_const(subreg))
9327                         return !!tnum_equals_const(subreg, val);
9328                 break;
9329         case BPF_JNE:
9330                 if (tnum_is_const(subreg))
9331                         return !tnum_equals_const(subreg, val);
9332                 break;
9333         case BPF_JSET:
9334                 if ((~subreg.mask & subreg.value) & val)
9335                         return 1;
9336                 if (!((subreg.mask | subreg.value) & val))
9337                         return 0;
9338                 break;
9339         case BPF_JGT:
9340                 if (reg->u32_min_value > val)
9341                         return 1;
9342                 else if (reg->u32_max_value <= val)
9343                         return 0;
9344                 break;
9345         case BPF_JSGT:
9346                 if (reg->s32_min_value > sval)
9347                         return 1;
9348                 else if (reg->s32_max_value <= sval)
9349                         return 0;
9350                 break;
9351         case BPF_JLT:
9352                 if (reg->u32_max_value < val)
9353                         return 1;
9354                 else if (reg->u32_min_value >= val)
9355                         return 0;
9356                 break;
9357         case BPF_JSLT:
9358                 if (reg->s32_max_value < sval)
9359                         return 1;
9360                 else if (reg->s32_min_value >= sval)
9361                         return 0;
9362                 break;
9363         case BPF_JGE:
9364                 if (reg->u32_min_value >= val)
9365                         return 1;
9366                 else if (reg->u32_max_value < val)
9367                         return 0;
9368                 break;
9369         case BPF_JSGE:
9370                 if (reg->s32_min_value >= sval)
9371                         return 1;
9372                 else if (reg->s32_max_value < sval)
9373                         return 0;
9374                 break;
9375         case BPF_JLE:
9376                 if (reg->u32_max_value <= val)
9377                         return 1;
9378                 else if (reg->u32_min_value > val)
9379                         return 0;
9380                 break;
9381         case BPF_JSLE:
9382                 if (reg->s32_max_value <= sval)
9383                         return 1;
9384                 else if (reg->s32_min_value > sval)
9385                         return 0;
9386                 break;
9387         }
9388
9389         return -1;
9390 }
9391
9392
9393 static int is_branch64_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode)
9394 {
9395         s64 sval = (s64)val;
9396
9397         switch (opcode) {
9398         case BPF_JEQ:
9399                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
9400                         return !!tnum_equals_const(reg->var_off, val);
9401                 break;
9402         case BPF_JNE:
9403                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
9404                         return !tnum_equals_const(reg->var_off, val);
9405                 break;
9406         case BPF_JSET:
9407                 if ((~reg->var_off.mask & reg->var_off.value) & val)
9408                         return 1;
9409                 if (!((reg->var_off.mask | reg->var_off.value) & val))
9410                         return 0;
9411                 break;
9412         case BPF_JGT:
9413                 if (reg->umin_value > val)
9414                         return 1;
9415                 else if (reg->umax_value <= val)
9416                         return 0;
9417                 break;
9418         case BPF_JSGT:
9419                 if (reg->smin_value > sval)
9420                         return 1;
9421                 else if (reg->smax_value <= sval)
9422                         return 0;
9423                 break;
9424         case BPF_JLT:
9425                 if (reg->umax_value < val)
9426                         return 1;
9427                 else if (reg->umin_value >= val)
9428                         return 0;
9429                 break;
9430         case BPF_JSLT:
9431                 if (reg->smax_value < sval)
9432                         return 1;
9433                 else if (reg->smin_value >= sval)
9434                         return 0;
9435                 break;
9436         case BPF_JGE:
9437                 if (reg->umin_value >= val)
9438                         return 1;
9439                 else if (reg->umax_value < val)
9440                         return 0;
9441                 break;
9442         case BPF_JSGE:
9443                 if (reg->smin_value >= sval)
9444                         return 1;
9445                 else if (reg->smax_value < sval)
9446                         return 0;
9447                 break;
9448         case BPF_JLE:
9449                 if (reg->umax_value <= val)
9450                         return 1;
9451                 else if (reg->umin_value > val)
9452                         return 0;
9453                 break;
9454         case BPF_JSLE:
9455                 if (reg->smax_value <= sval)
9456                         return 1;
9457                 else if (reg->smin_value > sval)
9458                         return 0;
9459                 break;
9460         }
9461
9462         return -1;
9463 }
9464
9465 /* compute branch direction of the expression "if (reg opcode val) goto target;"
9466  * and return:
9467  *  1 - branch will be taken and "goto target" will be executed
9468  *  0 - branch will not be taken and fall-through to next insn
9469  * -1 - unknown. Example: "if (reg < 5)" is unknown when register value
9470  *      range [0,10]
9471  */
9472 static int is_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode,
9473                            bool is_jmp32)
9474 {
9475         if (__is_pointer_value(false, reg)) {
9476                 if (!reg_type_not_null(reg->type))
9477                         return -1;
9478
9479                 /* If pointer is valid tests against zero will fail so we can
9480                  * use this to direct branch taken.
9481                  */
9482                 if (val != 0)
9483                         return -1;
9484
9485                 switch (opcode) {
9486                 case BPF_JEQ:
9487                         return 0;
9488                 case BPF_JNE:
9489                         return 1;
9490                 default:
9491                         return -1;
9492                 }
9493         }
9494
9495         if (is_jmp32)
9496                 return is_branch32_taken(reg, val, opcode);
9497         return is_branch64_taken(reg, val, opcode);
9498 }
9499
9500 static int flip_opcode(u32 opcode)
9501 {
9502         /* How can we transform "a <op> b" into "b <op> a"? */
9503         static const u8 opcode_flip[16] = {
9504                 /* these stay the same */
9505                 [BPF_JEQ  >> 4] = BPF_JEQ,
9506                 [BPF_JNE  >> 4] = BPF_JNE,
9507                 [BPF_JSET >> 4] = BPF_JSET,
9508                 /* these swap "lesser" and "greater" (L and G in the opcodes) */
9509                 [BPF_JGE  >> 4] = BPF_JLE,
9510                 [BPF_JGT  >> 4] = BPF_JLT,
9511                 [BPF_JLE  >> 4] = BPF_JGE,
9512                 [BPF_JLT  >> 4] = BPF_JGT,
9513                 [BPF_JSGE >> 4] = BPF_JSLE,
9514                 [BPF_JSGT >> 4] = BPF_JSLT,
9515                 [BPF_JSLE >> 4] = BPF_JSGE,
9516                 [BPF_JSLT >> 4] = BPF_JSGT
9517         };
9518         return opcode_flip[opcode >> 4];
9519 }
9520
9521 static int is_pkt_ptr_branch_taken(struct bpf_reg_state *dst_reg,
9522                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
9523                                    u8 opcode)
9524 {
9525         struct bpf_reg_state *pkt;
9526
9527         if (src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
9528                 pkt = dst_reg;
9529         } else if (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
9530                 pkt = src_reg;
9531                 opcode = flip_opcode(opcode);
9532         } else {
9533                 return -1;
9534         }
9535
9536         if (pkt->range >= 0)
9537                 return -1;
9538
9539         switch (opcode) {
9540         case BPF_JLE:
9541                 /* pkt <= pkt_end */
9542                 fallthrough;
9543         case BPF_JGT:
9544                 /* pkt > pkt_end */
9545                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END)
9546                         /* pkt has at last one extra byte beyond pkt_end */
9547                         return opcode == BPF_JGT;
9548                 break;
9549         case BPF_JLT:
9550                 /* pkt < pkt_end */
9551                 fallthrough;
9552         case BPF_JGE:
9553                 /* pkt >= pkt_end */
9554                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END || pkt->range == AT_PKT_END)
9555                         return opcode == BPF_JGE;
9556                 break;
9557         }
9558         return -1;
9559 }
9560
9561 /* Adjusts the register min/max values in the case that the dst_reg is the
9562  * variable register that we are working on, and src_reg is a constant or we're
9563  * simply doing a BPF_K check.
9564  * In JEQ/JNE cases we also adjust the var_off values.
9565  */
9566 static void reg_set_min_max(struct bpf_reg_state *true_reg,
9567                             struct bpf_reg_state *false_reg,
9568                             u64 val, u32 val32,
9569                             u8 opcode, bool is_jmp32)
9570 {
9571         struct tnum false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
9572         struct tnum false_64off = false_reg->var_off;
9573         struct tnum true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
9574         struct tnum true_64off = true_reg->var_off;
9575         s64 sval = (s64)val;
9576         s32 sval32 = (s32)val32;
9577
9578         /* If the dst_reg is a pointer, we can't learn anything about its
9579          * variable offset from the compare (unless src_reg were a pointer into
9580          * the same object, but we don't bother with that.
9581          * Since false_reg and true_reg have the same type by construction, we
9582          * only need to check one of them for pointerness.
9583          */
9584         if (__is_pointer_value(false, false_reg))
9585                 return;
9586
9587         switch (opcode) {
9588         /* JEQ/JNE comparison doesn't change the register equivalence.
9589          *
9590          * r1 = r2;
9591          * if (r1 == 42) goto label;
9592          * ...
9593          * label: // here both r1 and r2 are known to be 42.
9594          *
9595          * Hence when marking register as known preserve it's ID.
9596          */
9597         case BPF_JEQ:
9598                 if (is_jmp32) {
9599                         __mark_reg32_known(true_reg, val32);
9600                         true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
9601                 } else {
9602                         ___mark_reg_known(true_reg, val);
9603                         true_64off = true_reg->var_off;
9604                 }
9605                 break;
9606         case BPF_JNE:
9607                 if (is_jmp32) {
9608                         __mark_reg32_known(false_reg, val32);
9609                         false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
9610                 } else {
9611                         ___mark_reg_known(false_reg, val);
9612                         false_64off = false_reg->var_off;
9613                 }
9614                 break;
9615         case BPF_JSET:
9616                 if (is_jmp32) {
9617                         false_32off = tnum_and(false_32off, tnum_const(~val32));
9618                         if (is_power_of_2(val32))
9619                                 true_32off = tnum_or(true_32off,
9620                                                      tnum_const(val32));
9621                 } else {
9622                         false_64off = tnum_and(false_64off, tnum_const(~val));
9623                         if (is_power_of_2(val))
9624                                 true_64off = tnum_or(true_64off,
9625                                                      tnum_const(val));
9626                 }
9627                 break;
9628         case BPF_JGE:
9629         case BPF_JGT:
9630         {
9631                 if (is_jmp32) {
9632                         u32 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val32  : val32 - 1;
9633                         u32 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val32 + 1 : val32;
9634
9635                         false_reg->u32_max_value = min(false_reg->u32_max_value,
9636                                                        false_umax);
9637                         true_reg->u32_min_value = max(true_reg->u32_min_value,
9638                                                       true_umin);
9639                 } else {
9640                         u64 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val    : val - 1;
9641                         u64 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val + 1 : val;
9642
9643                         false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, false_umax);
9644                         true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, true_umin);
9645                 }
9646                 break;
9647         }
9648         case BPF_JSGE:
9649         case BPF_JSGT:
9650         {
9651                 if (is_jmp32) {
9652                         s32 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval32    : sval32 - 1;
9653                         s32 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval32 + 1 : sval32;
9654
9655                         false_reg->s32_max_value = min(false_reg->s32_max_value, false_smax);
9656                         true_reg->s32_min_value = max(true_reg->s32_min_value, true_smin);
9657                 } else {
9658                         s64 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval    : sval - 1;
9659                         s64 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval + 1 : sval;
9660
9661                         false_reg->smax_value = min(false_reg->smax_value, false_smax);
9662                         true_reg->smin_value = max(true_reg->smin_value, true_smin);
9663                 }
9664                 break;
9665         }
9666         case BPF_JLE:
9667         case BPF_JLT:
9668         {
9669                 if (is_jmp32) {
9670                         u32 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val32  : val32 + 1;
9671                         u32 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val32 - 1 : val32;
9672
9673                         false_reg->u32_min_value = max(false_reg->u32_min_value,
9674                                                        false_umin);
9675                         true_reg->u32_max_value = min(true_reg->u32_max_value,
9676                                                       true_umax);
9677                 } else {
9678                         u64 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val    : val + 1;
9679                         u64 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val - 1 : val;
9680
9681                         false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, false_umin);
9682                         true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, true_umax);
9683                 }
9684                 break;
9685         }
9686         case BPF_JSLE:
9687         case BPF_JSLT:
9688         {
9689                 if (is_jmp32) {
9690                         s32 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval32    : sval32 + 1;
9691                         s32 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval32 - 1 : sval32;
9692
9693                         false_reg->s32_min_value = max(false_reg->s32_min_value, false_smin);
9694                         true_reg->s32_max_value = min(true_reg->s32_max_value, true_smax);
9695                 } else {
9696                         s64 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval    : sval + 1;
9697                         s64 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval - 1 : sval;
9698
9699                         false_reg->smin_value = max(false_reg->smin_value, false_smin);
9700                         true_reg->smax_value = min(true_reg->smax_value, true_smax);
9701                 }
9702                 break;
9703         }
9704         default:
9705                 return;
9706         }
9707
9708         if (is_jmp32) {
9709                 false_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(false_64off),
9710                                              tnum_subreg(false_32off));
9711                 true_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(true_64off),
9712                                             tnum_subreg(true_32off));
9713                 __reg_combine_32_into_64(false_reg);
9714                 __reg_combine_32_into_64(true_reg);
9715         } else {
9716                 false_reg->var_off = false_64off;
9717                 true_reg->var_off = true_64off;
9718                 __reg_combine_64_into_32(false_reg);
9719                 __reg_combine_64_into_32(true_reg);
9720         }
9721 }
9722
9723 /* Same as above, but for the case that dst_reg holds a constant and src_reg is
9724  * the variable reg.
9725  */
9726 static void reg_set_min_max_inv(struct bpf_reg_state *true_reg,
9727                                 struct bpf_reg_state *false_reg,
9728                                 u64 val, u32 val32,
9729                                 u8 opcode, bool is_jmp32)
9730 {
9731         opcode = flip_opcode(opcode);
9732         /* This uses zero as "not present in table"; luckily the zero opcode,
9733          * BPF_JA, can't get here.
9734          */
9735         if (opcode)
9736                 reg_set_min_max(true_reg, false_reg, val, val32, opcode, is_jmp32);
9737 }
9738
9739 /* Regs are known to be equal, so intersect their min/max/var_off */
9740 static void __reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *src_reg,
9741                                   struct bpf_reg_state *dst_reg)
9742 {
9743         src_reg->umin_value = dst_reg->umin_value = max(src_reg->umin_value,
9744                                                         dst_reg->umin_value);
9745         src_reg->umax_value = dst_reg->umax_value = min(src_reg->umax_value,
9746                                                         dst_reg->umax_value);
9747         src_reg->smin_value = dst_reg->smin_value = max(src_reg->smin_value,
9748                                                         dst_reg->smin_value);
9749         src_reg->smax_value = dst_reg->smax_value = min(src_reg->smax_value,
9750                                                         dst_reg->smax_value);
9751         src_reg->var_off = dst_reg->var_off = tnum_intersect(src_reg->var_off,
9752                                                              dst_reg->var_off);
9753         reg_bounds_sync(src_reg);
9754         reg_bounds_sync(dst_reg);
9755 }
9756
9757 static void reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *true_src,
9758                                 struct bpf_reg_state *true_dst,
9759                                 struct bpf_reg_state *false_src,
9760                                 struct bpf_reg_state *false_dst,
9761                                 u8 opcode)
9762 {
9763         switch (opcode) {
9764         case BPF_JEQ:
9765                 __reg_combine_min_max(true_src, true_dst);
9766                 break;
9767         case BPF_JNE:
9768                 __reg_combine_min_max(false_src, false_dst);
9769                 break;
9770         }
9771 }
9772
9773 static void mark_ptr_or_null_reg(struct bpf_func_state *state,
9774                                  struct bpf_reg_state *reg, u32 id,
9775                                  bool is_null)
9776 {
9777         if (type_may_be_null(reg->type) && reg->id == id &&
9778             !WARN_ON_ONCE(!reg->id)) {
9779                 if (WARN_ON_ONCE(reg->smin_value || reg->smax_value ||
9780                                  !tnum_equals_const(reg->var_off, 0) ||
9781                                  reg->off)) {
9782                         /* Old offset (both fixed and variable parts) should
9783                          * have been known-zero, because we don't allow pointer
9784                          * arithmetic on pointers that might be NULL. If we
9785                          * see this happening, don't convert the register.
9786                          */
9787                         return;
9788                 }
9789                 if (is_null) {
9790                         reg->type = SCALAR_VALUE;
9791                         /* We don't need id and ref_obj_id from this point
9792                          * onwards anymore, thus we should better reset it,
9793                          * so that state pruning has chances to take effect.
9794                          */
9795                         reg->id = 0;
9796                         reg->ref_obj_id = 0;
9797
9798                         return;
9799                 }
9800
9801                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
9802
9803                 if (!reg_may_point_to_spin_lock(reg)) {
9804                         /* For not-NULL ptr, reg->ref_obj_id will be reset
9805                          * in release_reg_references().
9806                          *
9807                          * reg->id is still used by spin_lock ptr. Other
9808                          * than spin_lock ptr type, reg->id can be reset.
9809                          */
9810                         reg->id = 0;
9811                 }
9812         }
9813 }
9814
9815 static void __mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_func_state *state, u32 id,
9816                                     bool is_null)
9817 {
9818         struct bpf_reg_state *reg;
9819         int i;
9820
9821         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
9822                 mark_ptr_or_null_reg(state, &state->regs[i], id, is_null);
9823
9824         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
9825                 if (!reg)
9826                         continue;
9827                 mark_ptr_or_null_reg(state, reg, id, is_null);
9828         }
9829 }
9830
9831 /* The logic is similar to find_good_pkt_pointers(), both could eventually
9832  * be folded together at some point.
9833  */
9834 static void mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, u32 regno,
9835                                   bool is_null)
9836 {
9837         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
9838         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
9839         u32 ref_obj_id = regs[regno].ref_obj_id;
9840         u32 id = regs[regno].id;
9841         int i;
9842
9843         if (ref_obj_id && ref_obj_id == id && is_null)
9844                 /* regs[regno] is in the " == NULL" branch.
9845                  * No one could have freed the reference state before
9846                  * doing the NULL check.
9847                  */
9848                 WARN_ON_ONCE(release_reference_state(state, id));
9849
9850         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
9851                 __mark_ptr_or_null_regs(vstate->frame[i], id, is_null);
9852 }
9853
9854 static bool try_match_pkt_pointers(const struct bpf_insn *insn,
9855                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
9856                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
9857                                    struct bpf_verifier_state *this_branch,
9858                                    struct bpf_verifier_state *other_branch)
9859 {
9860         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_X)
9861                 return false;
9862
9863         /* Pointers are always 64-bit. */
9864         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32)
9865                 return false;
9866
9867         switch (BPF_OP(insn->code)) {
9868         case BPF_JGT:
9869                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
9870                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
9871                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
9872                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
9873                         /* pkt_data' > pkt_end, pkt_meta' > pkt_data */
9874                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
9875                                                dst_reg->type, false);
9876                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, true);
9877                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
9878                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
9879                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
9880                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
9881                         /* pkt_end > pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
9882                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
9883                                                src_reg->type, true);
9884                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, false);
9885                 } else {
9886                         return false;
9887                 }
9888                 break;
9889         case BPF_JLT:
9890                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
9891                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
9892                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
9893                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
9894                         /* pkt_data' < pkt_end, pkt_meta' < pkt_data */
9895                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
9896                                                dst_reg->type, true);
9897                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, false);
9898                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
9899                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
9900                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
9901                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
9902                         /* pkt_end < pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
9903                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
9904                                                src_reg->type, false);
9905                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, true);
9906                 } else {
9907                         return false;
9908                 }
9909                 break;
9910         case BPF_JGE:
9911                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
9912                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
9913                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
9914                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
9915                         /* pkt_data' >= pkt_end, pkt_meta' >= pkt_data */
9916                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
9917                                                dst_reg->type, true);
9918                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, false);
9919                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
9920                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
9921                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
9922                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
9923                         /* pkt_end >= pkt_data', pkt_data >= pkt_meta' */
9924                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
9925                                                src_reg->type, false);
9926                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, true);
9927                 } else {
9928                         return false;
9929                 }
9930                 break;
9931         case BPF_JLE:
9932                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
9933                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
9934                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
9935                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
9936                         /* pkt_data' <= pkt_end, pkt_meta' <= pkt_data */
9937                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
9938                                                dst_reg->type, false);
9939                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, true);
9940                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
9941                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
9942                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
9943                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
9944                         /* pkt_end <= pkt_data', pkt_data <= pkt_meta' */
9945                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
9946                                                src_reg->type, true);
9947                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, false);
9948                 } else {
9949                         return false;
9950                 }
9951                 break;
9952         default:
9953                 return false;
9954         }
9955
9956         return true;
9957 }
9958
9959 static void find_equal_scalars(struct bpf_verifier_state *vstate,
9960                                struct bpf_reg_state *known_reg)
9961 {
9962         struct bpf_func_state *state;
9963         struct bpf_reg_state *reg;
9964         int i, j;
9965
9966         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++) {
9967                 state = vstate->frame[i];
9968                 for (j = 0; j < MAX_BPF_REG; j++) {
9969                         reg = &state->regs[j];
9970                         if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
9971                                 *reg = *known_reg;
9972                 }
9973
9974                 bpf_for_each_spilled_reg(j, state, reg) {
9975                         if (!reg)
9976                                 continue;
9977                         if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
9978                                 *reg = *known_reg;
9979                 }
9980         }
9981 }
9982
9983 static int check_cond_jmp_op(struct bpf_verifier_env *env,
9984                              struct bpf_insn *insn, int *insn_idx)
9985 {
9986         struct bpf_verifier_state *this_branch = env->cur_state;
9987         struct bpf_verifier_state *other_branch;
9988         struct bpf_reg_state *regs = this_branch->frame[this_branch->curframe]->regs;
9989         struct bpf_reg_state *dst_reg, *other_branch_regs, *src_reg = NULL;
9990         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
9991         bool is_jmp32;
9992         int pred = -1;
9993         int err;
9994
9995         /* Only conditional jumps are expected to reach here. */
9996         if (opcode == BPF_JA || opcode > BPF_JSLE) {
9997                 verbose(env, "invalid BPF_JMP/JMP32 opcode %x\n", opcode);
9998                 return -EINVAL;
9999         }
10000
10001         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
10002                 if (insn->imm != 0) {
10003                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
10004                         return -EINVAL;
10005                 }
10006
10007                 /* check src1 operand */
10008                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
10009                 if (err)
10010                         return err;
10011
10012                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
10013                         verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
10014                                 insn->src_reg);
10015                         return -EACCES;
10016                 }
10017                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
10018         } else {
10019                 if (insn->src_reg != BPF_REG_0) {
10020                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
10021                         return -EINVAL;
10022                 }
10023         }
10024
10025         /* check src2 operand */
10026         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
10027         if (err)
10028                 return err;
10029
10030         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
10031         is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
10032
10033         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
10034                 pred = is_branch_taken(dst_reg, insn->imm, opcode, is_jmp32);
10035         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
10036                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))) {
10037                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
10038                                        tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
10039                                        opcode,
10040                                        is_jmp32);
10041         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
10042                    !is_jmp32 && tnum_is_const(src_reg->var_off)) {
10043                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
10044                                        src_reg->var_off.value,
10045                                        opcode,
10046                                        is_jmp32);
10047         } else if (reg_is_pkt_pointer_any(dst_reg) &&
10048                    reg_is_pkt_pointer_any(src_reg) &&
10049                    !is_jmp32) {
10050                 pred = is_pkt_ptr_branch_taken(dst_reg, src_reg, opcode);
10051         }
10052
10053         if (pred >= 0) {
10054                 /* If we get here with a dst_reg pointer type it is because
10055                  * above is_branch_taken() special cased the 0 comparison.
10056                  */
10057                 if (!__is_pointer_value(false, dst_reg))
10058                         err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
10059                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && !err &&
10060                     !__is_pointer_value(false, src_reg))
10061                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
10062                 if (err)
10063                         return err;
10064         }
10065
10066         if (pred == 1) {
10067                 /* Only follow the goto, ignore fall-through. If needed, push
10068                  * the fall-through branch for simulation under speculative
10069                  * execution.
10070                  */
10071                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
10072                     !sanitize_speculative_path(env, insn, *insn_idx + 1,
10073                                                *insn_idx))
10074                         return -EFAULT;
10075                 *insn_idx += insn->off;
10076                 return 0;
10077         } else if (pred == 0) {
10078                 /* Only follow the fall-through branch, since that's where the
10079                  * program will go. If needed, push the goto branch for
10080                  * simulation under speculative execution.
10081                  */
10082                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
10083                     !sanitize_speculative_path(env, insn,
10084                                                *insn_idx + insn->off + 1,
10085                                                *insn_idx))
10086                         return -EFAULT;
10087                 return 0;
10088         }
10089
10090         other_branch = push_stack(env, *insn_idx + insn->off + 1, *insn_idx,
10091                                   false);
10092         if (!other_branch)
10093                 return -EFAULT;
10094         other_branch_regs = other_branch->frame[other_branch->curframe]->regs;
10095
10096         /* detect if we are comparing against a constant value so we can adjust
10097          * our min/max values for our dst register.
10098          * this is only legit if both are scalars (or pointers to the same
10099          * object, I suppose, but we don't support that right now), because
10100          * otherwise the different base pointers mean the offsets aren't
10101          * comparable.
10102          */
10103         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
10104                 struct bpf_reg_state *src_reg = &regs[insn->src_reg];
10105
10106                 if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
10107                     src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
10108                         if (tnum_is_const(src_reg->var_off) ||
10109                             (is_jmp32 &&
10110                              tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))))
10111                                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
10112                                                 dst_reg,
10113                                                 src_reg->var_off.value,
10114                                                 tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
10115                                                 opcode, is_jmp32);
10116                         else if (tnum_is_const(dst_reg->var_off) ||
10117                                  (is_jmp32 &&
10118                                   tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))))
10119                                 reg_set_min_max_inv(&other_branch_regs[insn->src_reg],
10120                                                     src_reg,
10121                                                     dst_reg->var_off.value,
10122                                                     tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
10123                                                     opcode, is_jmp32);
10124                         else if (!is_jmp32 &&
10125                                  (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE))
10126                                 /* Comparing for equality, we can combine knowledge */
10127                                 reg_combine_min_max(&other_branch_regs[insn->src_reg],
10128                                                     &other_branch_regs[insn->dst_reg],
10129                                                     src_reg, dst_reg, opcode);
10130                         if (src_reg->id &&
10131                             !WARN_ON_ONCE(src_reg->id != other_branch_regs[insn->src_reg].id)) {
10132                                 find_equal_scalars(this_branch, src_reg);
10133                                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->src_reg]);
10134                         }
10135
10136                 }
10137         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE) {
10138                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
10139                                         dst_reg, insn->imm, (u32)insn->imm,
10140                                         opcode, is_jmp32);
10141         }
10142
10143         if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE && dst_reg->id &&
10144             !WARN_ON_ONCE(dst_reg->id != other_branch_regs[insn->dst_reg].id)) {
10145                 find_equal_scalars(this_branch, dst_reg);
10146                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->dst_reg]);
10147         }
10148
10149         /* detect if R == 0 where R is returned from bpf_map_lookup_elem().
10150          * NOTE: these optimizations below are related with pointer comparison
10151          *       which will never be JMP32.
10152          */
10153         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
10154             insn->imm == 0 && (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
10155             type_may_be_null(dst_reg->type)) {
10156                 /* Mark all identical registers in each branch as either
10157                  * safe or unknown depending R == 0 or R != 0 conditional.
10158                  */
10159                 mark_ptr_or_null_regs(this_branch, insn->dst_reg,
10160                                       opcode == BPF_JNE);
10161                 mark_ptr_or_null_regs(other_branch, insn->dst_reg,
10162                                       opcode == BPF_JEQ);
10163         } else if (!try_match_pkt_pointers(insn, dst_reg, &regs[insn->src_reg],
10164                                            this_branch, other_branch) &&
10165                    is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
10166                 verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
10167                         insn->dst_reg);
10168                 return -EACCES;
10169         }
10170         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
10171                 print_insn_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
10172         return 0;
10173 }
10174
10175 /* verify BPF_LD_IMM64 instruction */
10176 static int check_ld_imm(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
10177 {
10178         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
10179         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
10180         struct bpf_reg_state *dst_reg;
10181         struct bpf_map *map;
10182         int err;
10183
10184         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
10185                 verbose(env, "invalid BPF_LD_IMM insn\n");
10186                 return -EINVAL;
10187         }
10188         if (insn->off != 0) {
10189                 verbose(env, "BPF_LD_IMM64 uses reserved fields\n");
10190                 return -EINVAL;
10191         }
10192
10193         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
10194         if (err)
10195                 return err;
10196
10197         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
10198         if (insn->src_reg == 0) {
10199                 u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
10200
10201                 dst_reg->type = SCALAR_VALUE;
10202                 __mark_reg_known(&regs[insn->dst_reg], imm);
10203                 return 0;
10204         }
10205
10206         /* All special src_reg cases are listed below. From this point onwards
10207          * we either succeed and assign a corresponding dst_reg->type after
10208          * zeroing the offset, or fail and reject the program.
10209          */
10210         mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
10211
10212         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
10213                 dst_reg->type = aux->btf_var.reg_type;
10214                 switch (base_type(dst_reg->type)) {
10215                 case PTR_TO_MEM:
10216                         dst_reg->mem_size = aux->btf_var.mem_size;
10217                         break;
10218                 case PTR_TO_BTF_ID:
10219                         dst_reg->btf = aux->btf_var.btf;
10220                         dst_reg->btf_id = aux->btf_var.btf_id;
10221                         break;
10222                 default:
10223                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
10224                         return -EFAULT;
10225                 }
10226                 return 0;
10227         }
10228
10229         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
10230                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
10231                 u32 subprogno = find_subprog(env,
10232                                              env->insn_idx + insn->imm + 1);
10233
10234                 if (!aux->func_info) {
10235                         verbose(env, "missing btf func_info\n");
10236                         return -EINVAL;
10237                 }
10238                 if (aux->func_info_aux[subprogno].linkage != BTF_FUNC_STATIC) {
10239                         verbose(env, "callback function not static\n");
10240                         return -EINVAL;
10241                 }
10242
10243                 dst_reg->type = PTR_TO_FUNC;
10244                 dst_reg->subprogno = subprogno;
10245                 return 0;
10246         }
10247
10248         map = env->used_maps[aux->map_index];
10249         dst_reg->map_ptr = map;
10250
10251         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_VALUE ||
10252             insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE) {
10253                 dst_reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
10254                 dst_reg->off = aux->map_off;
10255                 if (map_value_has_spin_lock(map))
10256                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
10257         } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
10258                    insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
10259                 dst_reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
10260         } else {
10261                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
10262                 return -EINVAL;
10263         }
10264
10265         return 0;
10266 }
10267
10268 static bool may_access_skb(enum bpf_prog_type type)
10269 {
10270         switch (type) {
10271         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
10272         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
10273         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
10274                 return true;
10275         default:
10276                 return false;
10277         }
10278 }
10279
10280 /* verify safety of LD_ABS|LD_IND instructions:
10281  * - they can only appear in the programs where ctx == skb
10282  * - since they are wrappers of function calls, they scratch R1-R5 registers,
10283  *   preserve R6-R9, and store return value into R0
10284  *
10285  * Implicit input:
10286  *   ctx == skb == R6 == CTX
10287  *
10288  * Explicit input:
10289  *   SRC == any register
10290  *   IMM == 32-bit immediate
10291  *
10292  * Output:
10293  *   R0 - 8/16/32-bit skb data converted to cpu endianness
10294  */
10295 static int check_ld_abs(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
10296 {
10297         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
10298         static const int ctx_reg = BPF_REG_6;
10299         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
10300         int i, err;
10301
10302         if (!may_access_skb(resolve_prog_type(env->prog))) {
10303                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions not allowed for this program type\n");
10304                 return -EINVAL;
10305         }
10306
10307         if (!env->ops->gen_ld_abs) {
10308                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
10309                 return -EINVAL;
10310         }
10311
10312         if (insn->dst_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
10313             BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW ||
10314             (mode == BPF_ABS && insn->src_reg != BPF_REG_0)) {
10315                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] uses reserved fields\n");
10316                 return -EINVAL;
10317         }
10318
10319         /* check whether implicit source operand (register R6) is readable */
10320         err = check_reg_arg(env, ctx_reg, SRC_OP);
10321         if (err)
10322                 return err;
10323
10324         /* Disallow usage of BPF_LD_[ABS|IND] with reference tracking, as
10325          * gen_ld_abs() may terminate the program at runtime, leading to
10326          * reference leak.
10327          */
10328         err = check_reference_leak(env);
10329         if (err) {
10330                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be mixed with socket references\n");
10331                 return err;
10332         }
10333
10334         if (env->cur_state->active_spin_lock) {
10335                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_spin_lock-ed region\n");
10336                 return -EINVAL;
10337         }
10338
10339         if (regs[ctx_reg].type != PTR_TO_CTX) {
10340                 verbose(env,
10341                         "at the time of BPF_LD_ABS|IND R6 != pointer to skb\n");
10342                 return -EINVAL;
10343         }
10344
10345         if (mode == BPF_IND) {
10346                 /* check explicit source operand */
10347                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
10348                 if (err)
10349                         return err;
10350         }
10351
10352         err = check_ptr_off_reg(env, &regs[ctx_reg], ctx_reg);
10353         if (err < 0)
10354                 return err;
10355
10356         /* reset caller saved regs to unreadable */
10357         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
10358                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
10359                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
10360         }
10361
10362         /* mark destination R0 register as readable, since it contains
10363          * the value fetched from the packet.
10364          * Already marked as written above.
10365          */
10366         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
10367         /* ld_abs load up to 32-bit skb data. */
10368         regs[BPF_REG_0].subreg_def = env->insn_idx + 1;
10369         return 0;
10370 }
10371
10372 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env)
10373 {
10374         struct tnum enforce_attach_type_range = tnum_unknown;
10375         const struct bpf_prog *prog = env->prog;
10376         struct bpf_reg_state *reg;
10377         struct tnum range = tnum_range(0, 1);
10378         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
10379         int err;
10380         struct bpf_func_state *frame = env->cur_state->frame[0];
10381         const bool is_subprog = frame->subprogno;
10382
10383         /* LSM and struct_ops func-ptr's return type could be "void" */
10384         if (!is_subprog &&
10385             (prog_type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS ||
10386              prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM) &&
10387             !prog->aux->attach_func_proto->type)
10388                 return 0;
10389
10390         /* eBPF calling convention is such that R0 is used
10391          * to return the value from eBPF program.
10392          * Make sure that it's readable at this time
10393          * of bpf_exit, which means that program wrote
10394          * something into it earlier
10395          */
10396         err = check_reg_arg(env, BPF_REG_0, SRC_OP);
10397         if (err)
10398                 return err;
10399
10400         if (is_pointer_value(env, BPF_REG_0)) {
10401                 verbose(env, "R0 leaks addr as return value\n");
10402                 return -EACCES;
10403         }
10404
10405         reg = cur_regs(env) + BPF_REG_0;
10406
10407         if (frame->in_async_callback_fn) {
10408                 /* enforce return zero from async callbacks like timer */
10409                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
10410                         verbose(env, "In async callback the register R0 is not a known value (%s)\n",
10411                                 reg_type_str(env, reg->type));
10412                         return -EINVAL;
10413                 }
10414
10415                 if (!tnum_in(tnum_const(0), reg->var_off)) {
10416                         verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "async callback", "R0");
10417                         return -EINVAL;
10418                 }
10419                 return 0;
10420         }
10421
10422         if (is_subprog) {
10423                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
10424                         verbose(env, "At subprogram exit the register R0 is not a scalar value (%s)\n",
10425                                 reg_type_str(env, reg->type));
10426                         return -EINVAL;
10427                 }
10428                 return 0;
10429         }
10430
10431         switch (prog_type) {
10432         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR:
10433                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP4_RECVMSG ||
10434                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP6_RECVMSG ||
10435                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETPEERNAME ||
10436                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETPEERNAME ||
10437                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETSOCKNAME ||
10438                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETSOCKNAME)
10439                         range = tnum_range(1, 1);
10440                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_BIND ||
10441                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_BIND)
10442                         range = tnum_range(0, 3);
10443                 break;
10444         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
10445                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET_EGRESS) {
10446                         range = tnum_range(0, 3);
10447                         enforce_attach_type_range = tnum_range(2, 3);
10448                 }
10449                 break;
10450         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK:
10451         case BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS:
10452         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE:
10453         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SYSCTL:
10454         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
10455                 break;
10456         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
10457                 if (!env->prog->aux->attach_btf_id)
10458                         return 0;
10459                 range = tnum_const(0);
10460                 break;
10461         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
10462                 switch (env->prog->expected_attach_type) {
10463                 case BPF_TRACE_FENTRY:
10464                 case BPF_TRACE_FEXIT:
10465                         range = tnum_const(0);
10466                         break;
10467                 case BPF_TRACE_RAW_TP:
10468                 case BPF_MODIFY_RETURN:
10469                         return 0;
10470                 case BPF_TRACE_ITER:
10471                         break;
10472                 default:
10473                         return -ENOTSUPP;
10474                 }
10475                 break;
10476         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
10477                 range = tnum_range(SK_DROP, SK_PASS);
10478                 break;
10479         case BPF_PROG_TYPE_EXT:
10480                 /* freplace program can return anything as its return value
10481                  * depends on the to-be-replaced kernel func or bpf program.
10482                  */
10483         default:
10484                 return 0;
10485         }
10486
10487         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
10488                 verbose(env, "At program exit the register R0 is not a known value (%s)\n",
10489                         reg_type_str(env, reg->type));
10490                 return -EINVAL;
10491         }
10492
10493         if (!tnum_in(range, reg->var_off)) {
10494                 verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "program exit", "R0");
10495                 return -EINVAL;
10496         }
10497
10498         if (!tnum_is_unknown(enforce_attach_type_range) &&
10499             tnum_in(enforce_attach_type_range, reg->var_off))
10500                 env->prog->enforce_expected_attach_type = 1;
10501         return 0;
10502 }
10503
10504 /* non-recursive DFS pseudo code
10505  * 1  procedure DFS-iterative(G,v):
10506  * 2      label v as discovered
10507  * 3      let S be a stack
10508  * 4      S.push(v)
10509  * 5      while S is not empty
10510  * 6            t <- S.pop()
10511  * 7            if t is what we're looking for:
10512  * 8                return t
10513  * 9            for all edges e in G.adjacentEdges(t) do
10514  * 10               if edge e is already labelled
10515  * 11                   continue with the next edge
10516  * 12               w <- G.adjacentVertex(t,e)
10517  * 13               if vertex w is not discovered and not explored
10518  * 14                   label e as tree-edge
10519  * 15                   label w as discovered
10520  * 16                   S.push(w)
10521  * 17                   continue at 5
10522  * 18               else if vertex w is discovered
10523  * 19                   label e as back-edge
10524  * 20               else
10525  * 21                   // vertex w is explored
10526  * 22                   label e as forward- or cross-edge
10527  * 23           label t as explored
10528  * 24           S.pop()
10529  *
10530  * convention:
10531  * 0x10 - discovered
10532  * 0x11 - discovered and fall-through edge labelled
10533  * 0x12 - discovered and fall-through and branch edges labelled
10534  * 0x20 - explored
10535  */
10536
10537 enum {
10538         DISCOVERED = 0x10,
10539         EXPLORED = 0x20,
10540         FALLTHROUGH = 1,
10541         BRANCH = 2,
10542 };
10543
10544 static u32 state_htab_size(struct bpf_verifier_env *env)
10545 {
10546         return env->prog->len;
10547 }
10548
10549 static struct bpf_verifier_state_list **explored_state(
10550                                         struct bpf_verifier_env *env,
10551                                         int idx)
10552 {
10553         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
10554         struct bpf_func_state *state = cur->frame[cur->curframe];
10555
10556         return &env->explored_states[(idx ^ state->callsite) % state_htab_size(env)];
10557 }
10558
10559 static void init_explored_state(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
10560 {
10561         env->insn_aux_data[idx].prune_point = true;
10562 }
10563
10564 enum {
10565         DONE_EXPLORING = 0,
10566         KEEP_EXPLORING = 1,
10567 };
10568
10569 /* t, w, e - match pseudo-code above:
10570  * t - index of current instruction
10571  * w - next instruction
10572  * e - edge
10573  */
10574 static int push_insn(int t, int w, int e, struct bpf_verifier_env *env,
10575                      bool loop_ok)
10576 {
10577         int *insn_stack = env->cfg.insn_stack;
10578         int *insn_state = env->cfg.insn_state;
10579
10580         if (e == FALLTHROUGH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | FALLTHROUGH))
10581                 return DONE_EXPLORING;
10582
10583         if (e == BRANCH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | BRANCH))
10584                 return DONE_EXPLORING;
10585
10586         if (w < 0 || w >= env->prog->len) {
10587                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
10588                 verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", t, w);
10589                 return -EINVAL;
10590         }
10591
10592         if (e == BRANCH)
10593                 /* mark branch target for state pruning */
10594                 init_explored_state(env, w);
10595
10596         if (insn_state[w] == 0) {
10597                 /* tree-edge */
10598                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
10599                 insn_state[w] = DISCOVERED;
10600                 if (env->cfg.cur_stack >= env->prog->len)
10601                         return -E2BIG;
10602                 insn_stack[env->cfg.cur_stack++] = w;
10603                 return KEEP_EXPLORING;
10604         } else if ((insn_state[w] & 0xF0) == DISCOVERED) {
10605                 if (loop_ok && env->bpf_capable)
10606                         return DONE_EXPLORING;
10607                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
10608                 verbose_linfo(env, w, "%d: ", w);
10609                 verbose(env, "back-edge from insn %d to %d\n", t, w);
10610                 return -EINVAL;
10611         } else if (insn_state[w] == EXPLORED) {
10612                 /* forward- or cross-edge */
10613                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
10614         } else {
10615                 verbose(env, "insn state internal bug\n");
10616                 return -EFAULT;
10617         }
10618         return DONE_EXPLORING;
10619 }
10620
10621 static int visit_func_call_insn(int t, int insn_cnt,
10622                                 struct bpf_insn *insns,
10623                                 struct bpf_verifier_env *env,
10624                                 bool visit_callee)
10625 {
10626         int ret;
10627
10628         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
10629         if (ret)
10630                 return ret;
10631
10632         if (t + 1 < insn_cnt)
10633                 init_explored_state(env, t + 1);
10634         if (visit_callee) {
10635                 init_explored_state(env, t);
10636                 ret = push_insn(t, t + insns[t].imm + 1, BRANCH, env,
10637                                 /* It's ok to allow recursion from CFG point of
10638                                  * view. __check_func_call() will do the actual
10639                                  * check.
10640                                  */
10641                                 bpf_pseudo_func(insns + t));
10642         }
10643         return ret;
10644 }
10645
10646 /* Visits the instruction at index t and returns one of the following:
10647  *  < 0 - an error occurred
10648  *  DONE_EXPLORING - the instruction was fully explored
10649  *  KEEP_EXPLORING - there is still work to be done before it is fully explored
10650  */
10651 static int visit_insn(int t, int insn_cnt, struct bpf_verifier_env *env)
10652 {
10653         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
10654         int ret;
10655
10656         if (bpf_pseudo_func(insns + t))
10657                 return visit_func_call_insn(t, insn_cnt, insns, env, true);
10658
10659         /* All non-branch instructions have a single fall-through edge. */
10660         if (BPF_CLASS(insns[t].code) != BPF_JMP &&
10661             BPF_CLASS(insns[t].code) != BPF_JMP32)
10662                 return push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
10663
10664         switch (BPF_OP(insns[t].code)) {
10665         case BPF_EXIT:
10666                 return DONE_EXPLORING;
10667
10668         case BPF_CALL:
10669                 if (insns[t].imm == BPF_FUNC_timer_set_callback)
10670                         /* Mark this call insn to trigger is_state_visited() check
10671                          * before call itself is processed by __check_func_call().
10672                          * Otherwise new async state will be pushed for further
10673                          * exploration.
10674                          */
10675                         init_explored_state(env, t);
10676                 return visit_func_call_insn(t, insn_cnt, insns, env,
10677                                             insns[t].src_reg == BPF_PSEUDO_CALL);
10678
10679         case BPF_JA:
10680                 if (BPF_SRC(insns[t].code) != BPF_K)
10681                         return -EINVAL;
10682
10683                 /* unconditional jump with single edge */
10684                 ret = push_insn(t, t + insns[t].off + 1, FALLTHROUGH, env,
10685                                 true);
10686                 if (ret)
10687                         return ret;
10688
10689                 /* unconditional jmp is not a good pruning point,
10690                  * but it's marked, since backtracking needs
10691                  * to record jmp history in is_state_visited().
10692                  */
10693                 init_explored_state(env, t + insns[t].off + 1);
10694                 /* tell verifier to check for equivalent states
10695                  * after every call and jump
10696                  */
10697                 if (t + 1 < insn_cnt)
10698                         init_explored_state(env, t + 1);
10699
10700                 return ret;
10701
10702         default:
10703                 /* conditional jump with two edges */
10704                 init_explored_state(env, t);
10705                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, true);
10706                 if (ret)
10707                         return ret;
10708
10709                 return push_insn(t, t + insns[t].off + 1, BRANCH, env, true);
10710         }
10711 }
10712
10713 /* non-recursive depth-first-search to detect loops in BPF program
10714  * loop == back-edge in directed graph
10715  */
10716 static int check_cfg(struct bpf_verifier_env *env)
10717 {
10718         int insn_cnt = env->prog->len;
10719         int *insn_stack, *insn_state;
10720         int ret = 0;
10721         int i;
10722
10723         insn_state = env->cfg.insn_state = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
10724         if (!insn_state)
10725                 return -ENOMEM;
10726
10727         insn_stack = env->cfg.insn_stack = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
10728         if (!insn_stack) {
10729                 kvfree(insn_state);
10730                 return -ENOMEM;
10731         }
10732
10733         insn_state[0] = DISCOVERED; /* mark 1st insn as discovered */
10734         insn_stack[0] = 0; /* 0 is the first instruction */
10735         env->cfg.cur_stack = 1;
10736
10737         while (env->cfg.cur_stack > 0) {
10738                 int t = insn_stack[env->cfg.cur_stack - 1];
10739
10740                 ret = visit_insn(t, insn_cnt, env);
10741                 switch (ret) {
10742                 case DONE_EXPLORING:
10743                         insn_state[t] = EXPLORED;
10744                         env->cfg.cur_stack--;
10745                         break;
10746                 case KEEP_EXPLORING:
10747                         break;
10748                 default:
10749                         if (ret > 0) {
10750                                 verbose(env, "visit_insn internal bug\n");
10751                                 ret = -EFAULT;
10752                         }
10753                         goto err_free;
10754                 }
10755         }
10756
10757         if (env->cfg.cur_stack < 0) {
10758                 verbose(env, "pop stack internal bug\n");
10759                 ret = -EFAULT;
10760                 goto err_free;
10761         }
10762
10763         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
10764                 if (insn_state[i] != EXPLORED) {
10765                         verbose(env, "unreachable insn %d\n", i);
10766                         ret = -EINVAL;
10767                         goto err_free;
10768                 }
10769         }
10770         ret = 0; /* cfg looks good */
10771
10772 err_free:
10773         kvfree(insn_state);
10774         kvfree(insn_stack);
10775         env->cfg.insn_state = env->cfg.insn_stack = NULL;
10776         return ret;
10777 }
10778
10779 static int check_abnormal_return(struct bpf_verifier_env *env)
10780 {
10781         int i;
10782
10783         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
10784                 if (env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
10785                         verbose(env, "LD_ABS is not allowed in subprogs without BTF\n");
10786                         return -EINVAL;
10787                 }
10788                 if (env->subprog_info[i].has_tail_call) {
10789                         verbose(env, "tail_call is not allowed in subprogs without BTF\n");
10790                         return -EINVAL;
10791                 }
10792         }
10793         return 0;
10794 }
10795
10796 /* The minimum supported BTF func info size */
10797 #define MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE   8
10798 #define MAX_FUNCINFO_REC_SIZE   252
10799
10800 static int check_btf_func(struct bpf_verifier_env *env,
10801                           const union bpf_attr *attr,
10802                           bpfptr_t uattr)
10803 {
10804         const struct btf_type *type, *func_proto, *ret_type;
10805         u32 i, nfuncs, urec_size, min_size;
10806         u32 krec_size = sizeof(struct bpf_func_info);
10807         struct bpf_func_info *krecord;
10808         struct bpf_func_info_aux *info_aux = NULL;
10809         struct bpf_prog *prog;
10810         const struct btf *btf;
10811         bpfptr_t urecord;
10812         u32 prev_offset = 0;
10813         bool scalar_return;
10814         int ret = -ENOMEM;
10815
10816         nfuncs = attr->func_info_cnt;
10817         if (!nfuncs) {
10818                 if (check_abnormal_return(env))
10819                         return -EINVAL;
10820                 return 0;
10821         }
10822
10823         if (nfuncs != env->subprog_cnt) {
10824                 verbose(env, "number of funcs in func_info doesn't match number of subprogs\n");
10825                 return -EINVAL;
10826         }
10827
10828         urec_size = attr->func_info_rec_size;
10829         if (urec_size < MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE ||
10830             urec_size > MAX_FUNCINFO_REC_SIZE ||
10831             urec_size % sizeof(u32)) {
10832                 verbose(env, "invalid func info rec size %u\n", urec_size);
10833                 return -EINVAL;
10834         }
10835
10836         prog = env->prog;
10837         btf = prog->aux->btf;
10838
10839         urecord = make_bpfptr(attr->func_info, uattr.is_kernel);
10840         min_size = min_t(u32, krec_size, urec_size);
10841
10842         krecord = kvcalloc(nfuncs, krec_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
10843         if (!krecord)
10844                 return -ENOMEM;
10845         info_aux = kcalloc(nfuncs, sizeof(*info_aux), GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
10846         if (!info_aux)
10847                 goto err_free;
10848
10849         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
10850                 ret = bpf_check_uarg_tail_zero(urecord, krec_size, urec_size);
10851                 if (ret) {
10852                         if (ret == -E2BIG) {
10853                                 verbose(env, "nonzero tailing record in func info");
10854                                 /* set the size kernel expects so loader can zero
10855                                  * out the rest of the record.
10856                                  */
10857                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
10858                                                           offsetof(union bpf_attr, func_info_rec_size),
10859                                                           &min_size, sizeof(min_size)))
10860                                         ret = -EFAULT;
10861                         }
10862                         goto err_free;
10863                 }
10864
10865                 if (copy_from_bpfptr(&krecord[i], urecord, min_size)) {
10866                         ret = -EFAULT;
10867                         goto err_free;
10868                 }
10869
10870                 /* check insn_off */
10871                 ret = -EINVAL;
10872                 if (i == 0) {
10873                         if (krecord[i].insn_off) {
10874                                 verbose(env,
10875                                         "nonzero insn_off %u for the first func info record",
10876                                         krecord[i].insn_off);
10877                                 goto err_free;
10878                         }
10879                 } else if (krecord[i].insn_off <= prev_offset) {
10880                         verbose(env,
10881                                 "same or smaller insn offset (%u) than previous func info record (%u)",
10882                                 krecord[i].insn_off, prev_offset);
10883                         goto err_free;
10884                 }
10885
10886                 if (env->subprog_info[i].start != krecord[i].insn_off) {
10887                         verbose(env, "func_info BTF section doesn't match subprog layout in BPF program\n");
10888                         goto err_free;
10889                 }
10890
10891                 /* check type_id */
10892                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
10893                 if (!type || !btf_type_is_func(type)) {
10894                         verbose(env, "invalid type id %d in func info",
10895                                 krecord[i].type_id);
10896                         goto err_free;
10897                 }
10898                 info_aux[i].linkage = BTF_INFO_VLEN(type->info);
10899
10900                 func_proto = btf_type_by_id(btf, type->type);
10901                 if (unlikely(!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)))
10902                         /* btf_func_check() already verified it during BTF load */
10903                         goto err_free;
10904                 ret_type = btf_type_skip_modifiers(btf, func_proto->type, NULL);
10905                 scalar_return =
10906                         btf_type_is_small_int(ret_type) || btf_is_any_enum(ret_type);
10907                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
10908                         verbose(env, "LD_ABS is only allowed in functions that return 'int'.\n");
10909                         goto err_free;
10910                 }
10911                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_tail_call) {
10912                         verbose(env, "tail_call is only allowed in functions that return 'int'.\n");
10913                         goto err_free;
10914                 }
10915
10916                 prev_offset = krecord[i].insn_off;
10917                 bpfptr_add(&urecord, urec_size);
10918         }
10919
10920         prog->aux->func_info = krecord;
10921         prog->aux->func_info_cnt = nfuncs;
10922         prog->aux->func_info_aux = info_aux;
10923         return 0;
10924
10925 err_free:
10926         kvfree(krecord);
10927         kfree(info_aux);
10928         return ret;
10929 }
10930
10931 static void adjust_btf_func(struct bpf_verifier_env *env)
10932 {
10933         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
10934         int i;
10935
10936         if (!aux->func_info)
10937                 return;
10938
10939         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
10940                 aux->func_info[i].insn_off = env->subprog_info[i].start;
10941 }
10942
10943 #define MIN_BPF_LINEINFO_SIZE   offsetofend(struct bpf_line_info, line_col)
10944 #define MAX_LINEINFO_REC_SIZE   MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
10945
10946 static int check_btf_line(struct bpf_verifier_env *env,
10947                           const union bpf_attr *attr,
10948                           bpfptr_t uattr)
10949 {
10950         u32 i, s, nr_linfo, ncopy, expected_size, rec_size, prev_offset = 0;
10951         struct bpf_subprog_info *sub;
10952         struct bpf_line_info *linfo;
10953         struct bpf_prog *prog;
10954         const struct btf *btf;
10955         bpfptr_t ulinfo;
10956         int err;
10957
10958         nr_linfo = attr->line_info_cnt;
10959         if (!nr_linfo)
10960                 return 0;
10961         if (nr_linfo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_line_info))
10962                 return -EINVAL;
10963
10964         rec_size = attr->line_info_rec_size;
10965         if (rec_size < MIN_BPF_LINEINFO_SIZE ||
10966             rec_size > MAX_LINEINFO_REC_SIZE ||
10967             rec_size & (sizeof(u32) - 1))
10968                 return -EINVAL;
10969
10970         /* Need to zero it in case the userspace may
10971          * pass in a smaller bpf_line_info object.
10972          */
10973         linfo = kvcalloc(nr_linfo, sizeof(struct bpf_line_info),
10974                          GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
10975         if (!linfo)
10976                 return -ENOMEM;
10977
10978         prog = env->prog;
10979         btf = prog->aux->btf;
10980
10981         s = 0;
10982         sub = env->subprog_info;
10983         ulinfo = make_bpfptr(attr->line_info, uattr.is_kernel);
10984         expected_size = sizeof(struct bpf_line_info);
10985         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
10986         for (i = 0; i < nr_linfo; i++) {
10987                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(ulinfo, expected_size, rec_size);
10988                 if (err) {
10989                         if (err == -E2BIG) {
10990                                 verbose(env, "nonzero tailing record in line_info");
10991                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
10992                                                           offsetof(union bpf_attr, line_info_rec_size),
10993                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
10994                                         err = -EFAULT;
10995                         }
10996                         goto err_free;
10997                 }
10998
10999                 if (copy_from_bpfptr(&linfo[i], ulinfo, ncopy)) {
11000                         err = -EFAULT;
11001                         goto err_free;
11002                 }
11003
11004                 /*
11005                  * Check insn_off to ensure
11006                  * 1) strictly increasing AND
11007                  * 2) bounded by prog->len
11008                  *
11009                  * The linfo[0].insn_off == 0 check logically falls into
11010                  * the later "missing bpf_line_info for func..." case
11011                  * because the first linfo[0].insn_off must be the
11012                  * first sub also and the first sub must have
11013                  * subprog_info[0].start == 0.
11014                  */
11015                 if ((i && linfo[i].insn_off <= prev_offset) ||
11016                     linfo[i].insn_off >= prog->len) {
11017                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].insn_off:%u (prev_offset:%u prog->len:%u)\n",
11018                                 i, linfo[i].insn_off, prev_offset,
11019                                 prog->len);
11020                         err = -EINVAL;
11021                         goto err_free;
11022                 }
11023
11024                 if (!prog->insnsi[linfo[i].insn_off].code) {
11025                         verbose(env,
11026                                 "Invalid insn code at line_info[%u].insn_off\n",
11027                                 i);
11028                         err = -EINVAL;
11029                         goto err_free;
11030                 }
11031
11032                 if (!btf_name_by_offset(btf, linfo[i].line_off) ||
11033                     !btf_name_by_offset(btf, linfo[i].file_name_off)) {
11034                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].line_off or .file_name_off\n", i);
11035                         err = -EINVAL;
11036                         goto err_free;
11037                 }
11038
11039                 if (s != env->subprog_cnt) {
11040                         if (linfo[i].insn_off == sub[s].start) {
11041                                 sub[s].linfo_idx = i;
11042                                 s++;
11043                         } else if (sub[s].start < linfo[i].insn_off) {
11044                                 verbose(env, "missing bpf_line_info for func#%u\n", s);
11045                                 err = -EINVAL;
11046                                 goto err_free;
11047                         }
11048                 }
11049
11050                 prev_offset = linfo[i].insn_off;
11051                 bpfptr_add(&ulinfo, rec_size);
11052         }
11053
11054         if (s != env->subprog_cnt) {
11055                 verbose(env, "missing bpf_line_info for %u funcs starting from func#%u\n",
11056                         env->subprog_cnt - s, s);
11057                 err = -EINVAL;
11058                 goto err_free;
11059         }
11060
11061         prog->aux->linfo = linfo;
11062         prog->aux->nr_linfo = nr_linfo;
11063
11064         return 0;
11065
11066 err_free:
11067         kvfree(linfo);
11068         return err;
11069 }
11070
11071 #define MIN_CORE_RELO_SIZE      sizeof(struct bpf_core_relo)
11072 #define MAX_CORE_RELO_SIZE      MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
11073
11074 static int check_core_relo(struct bpf_verifier_env *env,
11075                            const union bpf_attr *attr,
11076                            bpfptr_t uattr)
11077 {
11078         u32 i, nr_core_relo, ncopy, expected_size, rec_size;
11079         struct bpf_core_relo core_relo = {};
11080         struct bpf_prog *prog = env->prog;
11081         const struct btf *btf = prog->aux->btf;
11082         struct bpf_core_ctx ctx = {
11083                 .log = &env->log,
11084                 .btf = btf,
11085         };
11086         bpfptr_t u_core_relo;
11087         int err;
11088
11089         nr_core_relo = attr->core_relo_cnt;
11090         if (!nr_core_relo)
11091                 return 0;
11092         if (nr_core_relo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_core_relo))
11093                 return -EINVAL;
11094
11095         rec_size = attr->core_relo_rec_size;
11096         if (rec_size < MIN_CORE_RELO_SIZE ||
11097             rec_size > MAX_CORE_RELO_SIZE ||
11098             rec_size % sizeof(u32))
11099                 return -EINVAL;
11100
11101         u_core_relo = make_bpfptr(attr->core_relos, uattr.is_kernel);
11102         expected_size = sizeof(struct bpf_core_relo);
11103         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
11104
11105         /* Unlike func_info and line_info, copy and apply each CO-RE
11106          * relocation record one at a time.
11107          */
11108         for (i = 0; i < nr_core_relo; i++) {
11109                 /* future proofing when sizeof(bpf_core_relo) changes */
11110                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(u_core_relo, expected_size, rec_size);
11111                 if (err) {
11112                         if (err == -E2BIG) {
11113                                 verbose(env, "nonzero tailing record in core_relo");
11114                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
11115                                                           offsetof(union bpf_attr, core_relo_rec_size),
11116                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
11117                                         err = -EFAULT;
11118                         }
11119                         break;
11120                 }
11121
11122                 if (copy_from_bpfptr(&core_relo, u_core_relo, ncopy)) {
11123                         err = -EFAULT;
11124                         break;
11125                 }
11126
11127                 if (core_relo.insn_off % 8 || core_relo.insn_off / 8 >= prog->len) {
11128                         verbose(env, "Invalid core_relo[%u].insn_off:%u prog->len:%u\n",
11129                                 i, core_relo.insn_off, prog->len);
11130                         err = -EINVAL;
11131                         break;
11132                 }
11133
11134                 err = bpf_core_apply(&ctx, &core_relo, i,
11135                                      &prog->insnsi[core_relo.insn_off / 8]);
11136                 if (err)
11137                         break;
11138                 bpfptr_add(&u_core_relo, rec_size);
11139         }
11140         return err;
11141 }
11142
11143 static int check_btf_info(struct bpf_verifier_env *env,
11144                           const union bpf_attr *attr,
11145                           bpfptr_t uattr)
11146 {
11147         struct btf *btf;
11148         int err;
11149
11150         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt) {
11151                 if (check_abnormal_return(env))
11152                         return -EINVAL;
11153                 return 0;
11154         }
11155
11156         btf = btf_get_by_fd(attr->prog_btf_fd);
11157         if (IS_ERR(btf))
11158                 return PTR_ERR(btf);
11159         if (btf_is_kernel(btf)) {
11160                 btf_put(btf);
11161                 return -EACCES;
11162         }
11163         env->prog->aux->btf = btf;
11164
11165         err = check_btf_func(env, attr, uattr);
11166         if (err)
11167                 return err;
11168
11169         err = check_btf_line(env, attr, uattr);
11170         if (err)
11171                 return err;
11172
11173         err = check_core_relo(env, attr, uattr);
11174         if (err)
11175                 return err;
11176
11177         return 0;
11178 }
11179
11180 /* check %cur's range satisfies %old's */
11181 static bool range_within(struct bpf_reg_state *old,
11182                          struct bpf_reg_state *cur)
11183 {
11184         return old->umin_value <= cur->umin_value &&
11185                old->umax_value >= cur->umax_value &&
11186                old->smin_value <= cur->smin_value &&
11187                old->smax_value >= cur->smax_value &&
11188                old->u32_min_value <= cur->u32_min_value &&
11189                old->u32_max_value >= cur->u32_max_value &&
11190                old->s32_min_value <= cur->s32_min_value &&
11191                old->s32_max_value >= cur->s32_max_value;
11192 }
11193
11194 /* If in the old state two registers had the same id, then they need to have
11195  * the same id in the new state as well.  But that id could be different from
11196  * the old state, so we need to track the mapping from old to new ids.
11197  * Once we have seen that, say, a reg with old id 5 had new id 9, any subsequent
11198  * regs with old id 5 must also have new id 9 for the new state to be safe.  But
11199  * regs with a different old id could still have new id 9, we don't care about
11200  * that.
11201  * So we look through our idmap to see if this old id has been seen before.  If
11202  * so, we require the new id to match; otherwise, we add the id pair to the map.
11203  */
11204 static bool check_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_id_pair *idmap)
11205 {
11206         unsigned int i;
11207
11208         for (i = 0; i < BPF_ID_MAP_SIZE; i++) {
11209                 if (!idmap[i].old) {
11210                         /* Reached an empty slot; haven't seen this id before */
11211                         idmap[i].old = old_id;
11212                         idmap[i].cur = cur_id;
11213                         return true;
11214                 }
11215                 if (idmap[i].old == old_id)
11216                         return idmap[i].cur == cur_id;
11217         }
11218         /* We ran out of idmap slots, which should be impossible */
11219         WARN_ON_ONCE(1);
11220         return false;
11221 }
11222
11223 static void clean_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
11224                              struct bpf_func_state *st)
11225 {
11226         enum bpf_reg_liveness live;
11227         int i, j;
11228
11229         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
11230                 live = st->regs[i].live;
11231                 /* liveness must not touch this register anymore */
11232                 st->regs[i].live |= REG_LIVE_DONE;
11233                 if (!(live & REG_LIVE_READ))
11234                         /* since the register is unused, clear its state
11235                          * to make further comparison simpler
11236                          */
11237                         __mark_reg_not_init(env, &st->regs[i]);
11238         }
11239
11240         for (i = 0; i < st->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
11241                 live = st->stack[i].spilled_ptr.live;
11242                 /* liveness must not touch this stack slot anymore */
11243                 st->stack[i].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_DONE;
11244                 if (!(live & REG_LIVE_READ)) {
11245                         __mark_reg_not_init(env, &st->stack[i].spilled_ptr);
11246                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
11247                                 st->stack[i].slot_type[j] = STACK_INVALID;
11248                 }
11249         }
11250 }
11251
11252 static void clean_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
11253                                  struct bpf_verifier_state *st)
11254 {
11255         int i;
11256
11257         if (st->frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE)
11258                 /* all regs in this state in all frames were already marked */
11259                 return;
11260
11261         for (i = 0; i <= st->curframe; i++)
11262                 clean_func_state(env, st->frame[i]);
11263 }
11264
11265 /* the parentage chains form a tree.
11266  * the verifier states are added to state lists at given insn and
11267  * pushed into state stack for future exploration.
11268  * when the verifier reaches bpf_exit insn some of the verifer states
11269  * stored in the state lists have their final liveness state already,
11270  * but a lot of states will get revised from liveness point of view when
11271  * the verifier explores other branches.
11272  * Example:
11273  * 1: r0 = 1
11274  * 2: if r1 == 100 goto pc+1
11275  * 3: r0 = 2
11276  * 4: exit
11277  * when the verifier reaches exit insn the register r0 in the state list of
11278  * insn 2 will be seen as !REG_LIVE_READ. Then the verifier pops the other_branch
11279  * of insn 2 and goes exploring further. At the insn 4 it will walk the
11280  * parentage chain from insn 4 into insn 2 and will mark r0 as REG_LIVE_READ.
11281  *
11282  * Since the verifier pushes the branch states as it sees them while exploring
11283  * the program the condition of walking the branch instruction for the second
11284  * time means that all states below this branch were already explored and
11285  * their final liveness marks are already propagated.
11286  * Hence when the verifier completes the search of state list in is_state_visited()
11287  * we can call this clean_live_states() function to mark all liveness states
11288  * as REG_LIVE_DONE to indicate that 'parent' pointers of 'struct bpf_reg_state'
11289  * will not be used.
11290  * This function also clears the registers and stack for states that !READ
11291  * to simplify state merging.
11292  *
11293  * Important note here that walking the same branch instruction in the callee
11294  * doesn't meant that the states are DONE. The verifier has to compare
11295  * the callsites
11296  */
11297 static void clean_live_states(struct bpf_verifier_env *env, int insn,
11298                               struct bpf_verifier_state *cur)
11299 {
11300         struct bpf_verifier_state_list *sl;
11301         int i;
11302
11303         sl = *explored_state(env, insn);
11304         while (sl) {
11305                 if (sl->state.branches)
11306                         goto next;
11307                 if (sl->state.insn_idx != insn ||
11308                     sl->state.curframe != cur->curframe)
11309                         goto next;
11310                 for (i = 0; i <= cur->curframe; i++)
11311                         if (sl->state.frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
11312                                 goto next;
11313                 clean_verifier_state(env, &sl->state);
11314 next:
11315                 sl = sl->next;
11316         }
11317 }
11318
11319 /* Returns true if (rold safe implies rcur safe) */
11320 static bool regsafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *rold,
11321                     struct bpf_reg_state *rcur, struct bpf_id_pair *idmap)
11322 {
11323         bool equal;
11324
11325         if (!(rold->live & REG_LIVE_READ))
11326                 /* explored state didn't use this */
11327                 return true;
11328
11329         equal = memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, parent)) == 0;
11330
11331         if (rold->type == PTR_TO_STACK)
11332                 /* two stack pointers are equal only if they're pointing to
11333                  * the same stack frame, since fp-8 in foo != fp-8 in bar
11334                  */
11335                 return equal && rold->frameno == rcur->frameno;
11336
11337         if (equal)
11338                 return true;
11339
11340         if (rold->type == NOT_INIT)
11341                 /* explored state can't have used this */
11342                 return true;
11343         if (rcur->type == NOT_INIT)
11344                 return false;
11345         switch (base_type(rold->type)) {
11346         case SCALAR_VALUE:
11347                 if (env->explore_alu_limits)
11348                         return false;
11349                 if (rcur->type == SCALAR_VALUE) {
11350                         if (!rold->precise && !rcur->precise)
11351                                 return true;
11352                         /* new val must satisfy old val knowledge */
11353                         return range_within(rold, rcur) &&
11354                                tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
11355                 } else {
11356                         /* We're trying to use a pointer in place of a scalar.
11357                          * Even if the scalar was unbounded, this could lead to
11358                          * pointer leaks because scalars are allowed to leak
11359                          * while pointers are not. We could make this safe in
11360                          * special cases if root is calling us, but it's
11361                          * probably not worth the hassle.
11362                          */
11363                         return false;
11364                 }
11365         case PTR_TO_MAP_KEY:
11366         case PTR_TO_MAP_VALUE:
11367                 /* a PTR_TO_MAP_VALUE could be safe to use as a
11368                  * PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL into the same map.
11369                  * However, if the old PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL then got NULL-
11370                  * checked, doing so could have affected others with the same
11371                  * id, and we can't check for that because we lost the id when
11372                  * we converted to a PTR_TO_MAP_VALUE.
11373                  */
11374                 if (type_may_be_null(rold->type)) {
11375                         if (!type_may_be_null(rcur->type))
11376                                 return false;
11377                         if (memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)))
11378                                 return false;
11379                         /* Check our ids match any regs they're supposed to */
11380                         return check_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
11381                 }
11382
11383                 /* If the new min/max/var_off satisfy the old ones and
11384                  * everything else matches, we are OK.
11385                  * 'id' is not compared, since it's only used for maps with
11386                  * bpf_spin_lock inside map element and in such cases if
11387                  * the rest of the prog is valid for one map element then
11388                  * it's valid for all map elements regardless of the key
11389                  * used in bpf_map_lookup()
11390                  */
11391                 return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
11392                        range_within(rold, rcur) &&
11393                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
11394         case PTR_TO_PACKET_META:
11395         case PTR_TO_PACKET:
11396                 if (rcur->type != rold->type)
11397                         return false;
11398                 /* We must have at least as much range as the old ptr
11399                  * did, so that any accesses which were safe before are
11400                  * still safe.  This is true even if old range < old off,
11401                  * since someone could have accessed through (ptr - k), or
11402                  * even done ptr -= k in a register, to get a safe access.
11403                  */
11404                 if (rold->range > rcur->range)
11405                         return false;
11406                 /* If the offsets don't match, we can't trust our alignment;
11407                  * nor can we be sure that we won't fall out of range.
11408                  */
11409                 if (rold->off != rcur->off)
11410                         return false;
11411                 /* id relations must be preserved */
11412                 if (rold->id && !check_ids(rold->id, rcur->id, idmap))
11413                         return false;
11414                 /* new val must satisfy old val knowledge */
11415                 return range_within(rold, rcur) &&
11416                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
11417         case PTR_TO_CTX:
11418         case CONST_PTR_TO_MAP:
11419         case PTR_TO_PACKET_END:
11420         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
11421         case PTR_TO_SOCKET:
11422         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
11423         case PTR_TO_TCP_SOCK:
11424         case PTR_TO_XDP_SOCK:
11425                 /* Only valid matches are exact, which memcmp() above
11426                  * would have accepted
11427                  */
11428         default:
11429                 /* Don't know what's going on, just say it's not safe */
11430                 return false;
11431         }
11432
11433         /* Shouldn't get here; if we do, say it's not safe */
11434         WARN_ON_ONCE(1);
11435         return false;
11436 }
11437
11438 static bool stacksafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
11439                       struct bpf_func_state *cur, struct bpf_id_pair *idmap)
11440 {
11441         int i, spi;
11442
11443         /* walk slots of the explored stack and ignore any additional
11444          * slots in the current stack, since explored(safe) state
11445          * didn't use them
11446          */
11447         for (i = 0; i < old->allocated_stack; i++) {
11448                 spi = i / BPF_REG_SIZE;
11449
11450                 if (!(old->stack[spi].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ)) {
11451                         i += BPF_REG_SIZE - 1;
11452                         /* explored state didn't use this */
11453                         continue;
11454                 }
11455
11456                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_INVALID)
11457                         continue;
11458
11459                 /* explored stack has more populated slots than current stack
11460                  * and these slots were used
11461                  */
11462                 if (i >= cur->allocated_stack)
11463                         return false;
11464
11465                 /* if old state was safe with misc data in the stack
11466                  * it will be safe with zero-initialized stack.
11467                  * The opposite is not true
11468                  */
11469                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC &&
11470                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO)
11471                         continue;
11472                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
11473                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
11474                         /* Ex: old explored (safe) state has STACK_SPILL in
11475                          * this stack slot, but current has STACK_MISC ->
11476                          * this verifier states are not equivalent,
11477                          * return false to continue verification of this path
11478                          */
11479                         return false;
11480                 if (i % BPF_REG_SIZE != BPF_REG_SIZE - 1)
11481                         continue;
11482                 if (!is_spilled_reg(&old->stack[spi]))
11483                         continue;
11484                 if (!regsafe(env, &old->stack[spi].spilled_ptr,
11485                              &cur->stack[spi].spilled_ptr, idmap))
11486                         /* when explored and current stack slot are both storing
11487                          * spilled registers, check that stored pointers types
11488                          * are the same as well.
11489                          * Ex: explored safe path could have stored
11490                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -8}
11491                          * but current path has stored:
11492                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -16}
11493                          * such verifier states are not equivalent.
11494                          * return false to continue verification of this path
11495                          */
11496                         return false;
11497         }
11498         return true;
11499 }
11500
11501 static bool refsafe(struct bpf_func_state *old, struct bpf_func_state *cur)
11502 {
11503         if (old->acquired_refs != cur->acquired_refs)
11504                 return false;
11505         return !memcmp(old->refs, cur->refs,
11506                        sizeof(*old->refs) * old->acquired_refs);
11507 }
11508
11509 /* compare two verifier states
11510  *
11511  * all states stored in state_list are known to be valid, since
11512  * verifier reached 'bpf_exit' instruction through them
11513  *
11514  * this function is called when verifier exploring different branches of
11515  * execution popped from the state stack. If it sees an old state that has
11516  * more strict register state and more strict stack state then this execution
11517  * branch doesn't need to be explored further, since verifier already
11518  * concluded that more strict state leads to valid finish.
11519  *
11520  * Therefore two states are equivalent if register state is more conservative
11521  * and explored stack state is more conservative than the current one.
11522  * Example:
11523  *       explored                   current
11524  * (slot1=INV slot2=MISC) == (slot1=MISC slot2=MISC)
11525  * (slot1=MISC slot2=MISC) != (slot1=INV slot2=MISC)
11526  *
11527  * In other words if current stack state (one being explored) has more
11528  * valid slots than old one that already passed validation, it means
11529  * the verifier can stop exploring and conclude that current state is valid too
11530  *
11531  * Similarly with registers. If explored state has register type as invalid
11532  * whereas register type in current state is meaningful, it means that
11533  * the current state will reach 'bpf_exit' instruction safely
11534  */
11535 static bool func_states_equal(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
11536                               struct bpf_func_state *cur)
11537 {
11538         int i;
11539
11540         memset(env->idmap_scratch, 0, sizeof(env->idmap_scratch));
11541         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
11542                 if (!regsafe(env, &old->regs[i], &cur->regs[i],
11543                              env->idmap_scratch))
11544                         return false;
11545
11546         if (!stacksafe(env, old, cur, env->idmap_scratch))
11547                 return false;
11548
11549         if (!refsafe(old, cur))
11550                 return false;
11551
11552         return true;
11553 }
11554
11555 static bool states_equal(struct bpf_verifier_env *env,
11556                          struct bpf_verifier_state *old,
11557                          struct bpf_verifier_state *cur)
11558 {
11559         int i;
11560
11561         if (old->curframe != cur->curframe)
11562                 return false;
11563
11564         /* Verification state from speculative execution simulation
11565          * must never prune a non-speculative execution one.
11566          */
11567         if (old->speculative && !cur->speculative)
11568                 return false;
11569
11570         if (old->active_spin_lock != cur->active_spin_lock)
11571                 return false;
11572
11573         /* for states to be equal callsites have to be the same
11574          * and all frame states need to be equivalent
11575          */
11576         for (i = 0; i <= old->curframe; i++) {
11577                 if (old->frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
11578                         return false;
11579                 if (!func_states_equal(env, old->frame[i], cur->frame[i]))
11580                         return false;
11581         }
11582         return true;
11583 }
11584
11585 /* Return 0 if no propagation happened. Return negative error code if error
11586  * happened. Otherwise, return the propagated bit.
11587  */
11588 static int propagate_liveness_reg(struct bpf_verifier_env *env,
11589                                   struct bpf_reg_state *reg,
11590                                   struct bpf_reg_state *parent_reg)
11591 {
11592         u8 parent_flag = parent_reg->live & REG_LIVE_READ;
11593         u8 flag = reg->live & REG_LIVE_READ;
11594         int err;
11595
11596         /* When comes here, read flags of PARENT_REG or REG could be any of
11597          * REG_LIVE_READ64, REG_LIVE_READ32, REG_LIVE_NONE. There is no need
11598          * of propagation if PARENT_REG has strongest REG_LIVE_READ64.
11599          */
11600         if (parent_flag == REG_LIVE_READ64 ||
11601             /* Or if there is no read flag from REG. */
11602             !flag ||
11603             /* Or if the read flag from REG is the same as PARENT_REG. */
11604             parent_flag == flag)
11605                 return 0;
11606
11607         err = mark_reg_read(env, reg, parent_reg, flag);
11608         if (err)
11609                 return err;
11610
11611         return flag;
11612 }
11613
11614 /* A write screens off any subsequent reads; but write marks come from the
11615  * straight-line code between a state and its parent.  When we arrive at an
11616  * equivalent state (jump target or such) we didn't arrive by the straight-line
11617  * code, so read marks in the state must propagate to the parent regardless
11618  * of the state's write marks. That's what 'parent == state->parent' comparison
11619  * in mark_reg_read() is for.
11620  */
11621 static int propagate_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
11622                               const struct bpf_verifier_state *vstate,
11623                               struct bpf_verifier_state *vparent)
11624 {
11625         struct bpf_reg_state *state_reg, *parent_reg;
11626         struct bpf_func_state *state, *parent;
11627         int i, frame, err = 0;
11628
11629         if (vparent->curframe != vstate->curframe) {
11630                 WARN(1, "propagate_live: parent frame %d current frame %d\n",
11631                      vparent->curframe, vstate->curframe);
11632                 return -EFAULT;
11633         }
11634         /* Propagate read liveness of registers... */
11635         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_FP + 1 != MAX_BPF_REG);
11636         for (frame = 0; frame <= vstate->curframe; frame++) {
11637                 parent = vparent->frame[frame];
11638                 state = vstate->frame[frame];
11639                 parent_reg = parent->regs;
11640                 state_reg = state->regs;
11641                 /* We don't need to worry about FP liveness, it's read-only */
11642                 for (i = frame < vstate->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
11643                         err = propagate_liveness_reg(env, &state_reg[i],
11644                                                      &parent_reg[i]);
11645                         if (err < 0)
11646                                 return err;
11647                         if (err == REG_LIVE_READ64)
11648                                 mark_insn_zext(env, &parent_reg[i]);
11649                 }
11650
11651                 /* Propagate stack slots. */
11652                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE &&
11653                             i < parent->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
11654                         parent_reg = &parent->stack[i].spilled_ptr;
11655                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
11656                         err = propagate_liveness_reg(env, state_reg,
11657                                                      parent_reg);
11658                         if (err < 0)
11659                                 return err;
11660                 }
11661         }
11662         return 0;
11663 }
11664
11665 /* find precise scalars in the previous equivalent state and
11666  * propagate them into the current state
11667  */
11668 static int propagate_precision(struct bpf_verifier_env *env,
11669                                const struct bpf_verifier_state *old)
11670 {
11671         struct bpf_reg_state *state_reg;
11672         struct bpf_func_state *state;
11673         int i, err = 0;
11674
11675         state = old->frame[old->curframe];
11676         state_reg = state->regs;
11677         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++, state_reg++) {
11678                 if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
11679                     !state_reg->precise)
11680                         continue;
11681                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
11682                         verbose(env, "propagating r%d\n", i);
11683                 err = mark_chain_precision(env, i);
11684                 if (err < 0)
11685                         return err;
11686         }
11687
11688         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
11689                 if (!is_spilled_reg(&state->stack[i]))
11690                         continue;
11691                 state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
11692                 if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
11693                     !state_reg->precise)
11694                         continue;
11695                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
11696                         verbose(env, "propagating fp%d\n",
11697                                 (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
11698                 err = mark_chain_precision_stack(env, i);
11699                 if (err < 0)
11700                         return err;
11701         }
11702         return 0;
11703 }
11704
11705 static bool states_maybe_looping(struct bpf_verifier_state *old,
11706                                  struct bpf_verifier_state *cur)
11707 {
11708         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
11709         int i, fr = cur->curframe;
11710
11711         if (old->curframe != fr)
11712                 return false;
11713
11714         fold = old->frame[fr];
11715         fcur = cur->frame[fr];
11716         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
11717                 if (memcmp(&fold->regs[i], &fcur->regs[i],
11718                            offsetof(struct bpf_reg_state, parent)))
11719                         return false;
11720         return true;
11721 }
11722
11723
11724 static int is_state_visited(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
11725 {
11726         struct bpf_verifier_state_list *new_sl;
11727         struct bpf_verifier_state_list *sl, **pprev;
11728         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state, *new;
11729         int i, j, err, states_cnt = 0;
11730         bool add_new_state = env->test_state_freq ? true : false;
11731
11732         cur->last_insn_idx = env->prev_insn_idx;
11733         if (!env->insn_aux_data[insn_idx].prune_point)
11734                 /* this 'insn_idx' instruction wasn't marked, so we will not
11735                  * be doing state search here
11736                  */
11737                 return 0;
11738
11739         /* bpf progs typically have pruning point every 4 instructions
11740          * http://vger.kernel.org/bpfconf2019.html#session-1
11741          * Do not add new state for future pruning if the verifier hasn't seen
11742          * at least 2 jumps and at least 8 instructions.
11743          * This heuristics helps decrease 'total_states' and 'peak_states' metric.
11744          * In tests that amounts to up to 50% reduction into total verifier
11745          * memory consumption and 20% verifier time speedup.
11746          */
11747         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed >= 2 &&
11748             env->insn_processed - env->prev_insn_processed >= 8)
11749                 add_new_state = true;
11750
11751         pprev = explored_state(env, insn_idx);
11752         sl = *pprev;
11753
11754         clean_live_states(env, insn_idx, cur);
11755
11756         while (sl) {
11757                 states_cnt++;
11758                 if (sl->state.insn_idx != insn_idx)
11759                         goto next;
11760
11761                 if (sl->state.branches) {
11762                         struct bpf_func_state *frame = sl->state.frame[sl->state.curframe];
11763
11764                         if (frame->in_async_callback_fn &&
11765                             frame->async_entry_cnt != cur->frame[cur->curframe]->async_entry_cnt) {
11766                                 /* Different async_entry_cnt means that the verifier is
11767                                  * processing another entry into async callback.
11768                                  * Seeing the same state is not an indication of infinite
11769                                  * loop or infinite recursion.
11770                                  * But finding the same state doesn't mean that it's safe
11771                                  * to stop processing the current state. The previous state
11772                                  * hasn't yet reached bpf_exit, since state.branches > 0.
11773                                  * Checking in_async_callback_fn alone is not enough either.
11774                                  * Since the verifier still needs to catch infinite loops
11775                                  * inside async callbacks.
11776                                  */
11777                         } else if (states_maybe_looping(&sl->state, cur) &&
11778                                    states_equal(env, &sl->state, cur)) {
11779                                 verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
11780                                 verbose(env, "infinite loop detected at insn %d\n", insn_idx);
11781                                 return -EINVAL;
11782                         }
11783                         /* if the verifier is processing a loop, avoid adding new state
11784                          * too often, since different loop iterations have distinct
11785                          * states and may not help future pruning.
11786                          * This threshold shouldn't be too low to make sure that
11787                          * a loop with large bound will be rejected quickly.
11788                          * The most abusive loop will be:
11789                          * r1 += 1
11790                          * if r1 < 1000000 goto pc-2
11791                          * 1M insn_procssed limit / 100 == 10k peak states.
11792                          * This threshold shouldn't be too high either, since states
11793                          * at the end of the loop are likely to be useful in pruning.
11794                          */
11795                         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed < 20 &&
11796                             env->insn_processed - env->prev_insn_processed < 100)
11797                                 add_new_state = false;
11798                         goto miss;
11799                 }
11800                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
11801                         sl->hit_cnt++;
11802                         /* reached equivalent register/stack state,
11803                          * prune the search.
11804                          * Registers read by the continuation are read by us.
11805                          * If we have any write marks in env->cur_state, they
11806                          * will prevent corresponding reads in the continuation
11807                          * from reaching our parent (an explored_state).  Our
11808                          * own state will get the read marks recorded, but
11809                          * they'll be immediately forgotten as we're pruning
11810                          * this state and will pop a new one.
11811                          */
11812                         err = propagate_liveness(env, &sl->state, cur);
11813
11814                         /* if previous state reached the exit with precision and
11815                          * current state is equivalent to it (except precsion marks)
11816                          * the precision needs to be propagated back in
11817                          * the current state.
11818                          */
11819                         err = err ? : push_jmp_history(env, cur);
11820                         err = err ? : propagate_precision(env, &sl->state);
11821                         if (err)
11822                                 return err;
11823                         return 1;
11824                 }
11825 miss:
11826                 /* when new state is not going to be added do not increase miss count.
11827                  * Otherwise several loop iterations will remove the state
11828                  * recorded earlier. The goal of these heuristics is to have
11829                  * states from some iterations of the loop (some in the beginning
11830                  * and some at the end) to help pruning.
11831                  */
11832                 if (add_new_state)
11833                         sl->miss_cnt++;
11834                 /* heuristic to determine whether this state is beneficial
11835                  * to keep checking from state equivalence point of view.
11836                  * Higher numbers increase max_states_per_insn and verification time,
11837                  * but do not meaningfully decrease insn_processed.
11838                  */
11839                 if (sl->miss_cnt > sl->hit_cnt * 3 + 3) {
11840                         /* the state is unlikely to be useful. Remove it to
11841                          * speed up verification
11842                          */
11843                         *pprev = sl->next;
11844                         if (sl->state.frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE) {
11845                                 u32 br = sl->state.branches;
11846
11847                                 WARN_ONCE(br,
11848                                           "BUG live_done but branches_to_explore %d\n",
11849                                           br);
11850                                 free_verifier_state(&sl->state, false);
11851                                 kfree(sl);
11852                                 env->peak_states--;
11853                         } else {
11854                                 /* cannot free this state, since parentage chain may
11855                                  * walk it later. Add it for free_list instead to
11856                                  * be freed at the end of verification
11857                                  */
11858                                 sl->next = env->free_list;
11859                                 env->free_list = sl;
11860                         }
11861                         sl = *pprev;
11862                         continue;
11863                 }
11864 next:
11865                 pprev = &sl->next;
11866                 sl = *pprev;
11867         }
11868
11869         if (env->max_states_per_insn < states_cnt)
11870                 env->max_states_per_insn = states_cnt;
11871
11872         if (!env->bpf_capable && states_cnt > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES)
11873                 return push_jmp_history(env, cur);
11874
11875         if (!add_new_state)
11876                 return push_jmp_history(env, cur);
11877
11878         /* There were no equivalent states, remember the current one.
11879          * Technically the current state is not proven to be safe yet,
11880          * but it will either reach outer most bpf_exit (which means it's safe)
11881          * or it will be rejected. When there are no loops the verifier won't be
11882          * seeing this tuple (frame[0].callsite, frame[1].callsite, .. insn_idx)
11883          * again on the way to bpf_exit.
11884          * When looping the sl->state.branches will be > 0 and this state
11885          * will not be considered for equivalence until branches == 0.
11886          */
11887         new_sl = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state_list), GFP_KERNEL);
11888         if (!new_sl)
11889                 return -ENOMEM;
11890         env->total_states++;
11891         env->peak_states++;
11892         env->prev_jmps_processed = env->jmps_processed;
11893         env->prev_insn_processed = env->insn_processed;
11894
11895         /* add new state to the head of linked list */
11896         new = &new_sl->state;
11897         err = copy_verifier_state(new, cur);
11898         if (err) {
11899                 free_verifier_state(new, false);
11900                 kfree(new_sl);
11901                 return err;
11902         }
11903         new->insn_idx = insn_idx;
11904         WARN_ONCE(new->branches != 1,
11905                   "BUG is_state_visited:branches_to_explore=%d insn %d\n", new->branches, insn_idx);
11906
11907         cur->parent = new;
11908         cur->first_insn_idx = insn_idx;
11909         clear_jmp_history(cur);
11910         new_sl->next = *explored_state(env, insn_idx);
11911         *explored_state(env, insn_idx) = new_sl;
11912         /* connect new state to parentage chain. Current frame needs all
11913          * registers connected. Only r6 - r9 of the callers are alive (pushed
11914          * to the stack implicitly by JITs) so in callers' frames connect just
11915          * r6 - r9 as an optimization. Callers will have r1 - r5 connected to
11916          * the state of the call instruction (with WRITTEN set), and r0 comes
11917          * from callee with its full parentage chain, anyway.
11918          */
11919         /* clear write marks in current state: the writes we did are not writes
11920          * our child did, so they don't screen off its reads from us.
11921          * (There are no read marks in current state, because reads always mark
11922          * their parent and current state never has children yet.  Only
11923          * explored_states can get read marks.)
11924          */
11925         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
11926                 for (i = j < cur->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++)
11927                         cur->frame[j]->regs[i].parent = &new->frame[j]->regs[i];
11928                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++)
11929                         cur->frame[j]->regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
11930         }
11931
11932         /* all stack frames are accessible from callee, clear them all */
11933         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
11934                 struct bpf_func_state *frame = cur->frame[j];
11935                 struct bpf_func_state *newframe = new->frame[j];
11936
11937                 for (i = 0; i < frame->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
11938                         frame->stack[i].spilled_ptr.live = REG_LIVE_NONE;
11939                         frame->stack[i].spilled_ptr.parent =
11940                                                 &newframe->stack[i].spilled_ptr;
11941                 }
11942         }
11943         return 0;
11944 }
11945
11946 /* Return true if it's OK to have the same insn return a different type. */
11947 static bool reg_type_mismatch_ok(enum bpf_reg_type type)
11948 {
11949         switch (base_type(type)) {
11950         case PTR_TO_CTX:
11951         case PTR_TO_SOCKET:
11952         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
11953         case PTR_TO_TCP_SOCK:
11954         case PTR_TO_XDP_SOCK:
11955         case PTR_TO_BTF_ID:
11956                 return false;
11957         default:
11958                 return true;
11959         }
11960 }
11961
11962 /* If an instruction was previously used with particular pointer types, then we
11963  * need to be careful to avoid cases such as the below, where it may be ok
11964  * for one branch accessing the pointer, but not ok for the other branch:
11965  *
11966  * R1 = sock_ptr
11967  * goto X;
11968  * ...
11969  * R1 = some_other_valid_ptr;
11970  * goto X;
11971  * ...
11972  * R2 = *(u32 *)(R1 + 0);
11973  */
11974 static bool reg_type_mismatch(enum bpf_reg_type src, enum bpf_reg_type prev)
11975 {
11976         return src != prev && (!reg_type_mismatch_ok(src) ||
11977                                !reg_type_mismatch_ok(prev));
11978 }
11979
11980 static int do_check(struct bpf_verifier_env *env)
11981 {
11982         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
11983         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
11984         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
11985         struct bpf_reg_state *regs;
11986         int insn_cnt = env->prog->len;
11987         bool do_print_state = false;
11988         int prev_insn_idx = -1;
11989
11990         for (;;) {
11991                 struct bpf_insn *insn;
11992                 u8 class;
11993                 int err;
11994
11995                 env->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
11996                 if (env->insn_idx >= insn_cnt) {
11997                         verbose(env, "invalid insn idx %d insn_cnt %d\n",
11998                                 env->insn_idx, insn_cnt);
11999                         return -EFAULT;
12000                 }
12001
12002                 insn = &insns[env->insn_idx];
12003                 class = BPF_CLASS(insn->code);
12004
12005                 if (++env->insn_processed > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS) {
12006                         verbose(env,
12007                                 "BPF program is too large. Processed %d insn\n",
12008                                 env->insn_processed);
12009                         return -E2BIG;
12010                 }
12011
12012                 err = is_state_visited(env, env->insn_idx);
12013                 if (err < 0)
12014                         return err;
12015                 if (err == 1) {
12016                         /* found equivalent state, can prune the search */
12017                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
12018                                 if (do_print_state)
12019                                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s: safe\n",
12020                                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
12021                                                 env->cur_state->speculative ?
12022                                                 " (speculative execution)" : "");
12023                                 else
12024                                         verbose(env, "%d: safe\n", env->insn_idx);
12025                         }
12026                         goto process_bpf_exit;
12027                 }
12028
12029                 if (signal_pending(current))
12030                         return -EAGAIN;
12031
12032                 if (need_resched())
12033                         cond_resched();
12034
12035                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2 && do_print_state) {
12036                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s:",
12037                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
12038                                 env->cur_state->speculative ?
12039                                 " (speculative execution)" : "");
12040                         print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe], true);
12041                         do_print_state = false;
12042                 }
12043
12044                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
12045                         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
12046                                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
12047                                 .cb_print       = verbose,
12048                                 .private_data   = env,
12049                         };
12050
12051                         if (verifier_state_scratched(env))
12052                                 print_insn_state(env, state->frame[state->curframe]);
12053
12054                         verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
12055                         env->prev_log_len = env->log.len_used;
12056                         verbose(env, "%d: ", env->insn_idx);
12057                         print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
12058                         env->prev_insn_print_len = env->log.len_used - env->prev_log_len;
12059                         env->prev_log_len = env->log.len_used;
12060                 }
12061
12062                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
12063                         err = bpf_prog_offload_verify_insn(env, env->insn_idx,
12064                                                            env->prev_insn_idx);
12065                         if (err)
12066                                 return err;
12067                 }
12068
12069                 regs = cur_regs(env);
12070                 sanitize_mark_insn_seen(env);
12071                 prev_insn_idx = env->insn_idx;
12072
12073                 if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
12074                         err = check_alu_op(env, insn);
12075                         if (err)
12076                                 return err;
12077
12078                 } else if (class == BPF_LDX) {
12079                         enum bpf_reg_type *prev_src_type, src_reg_type;
12080
12081                         /* check for reserved fields is already done */
12082
12083                         /* check src operand */
12084                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
12085                         if (err)
12086                                 return err;
12087
12088                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
12089                         if (err)
12090                                 return err;
12091
12092                         src_reg_type = regs[insn->src_reg].type;
12093
12094                         /* check that memory (src_reg + off) is readable,
12095                          * the state of dst_reg will be updated by this func
12096                          */
12097                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->src_reg,
12098                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
12099                                                BPF_READ, insn->dst_reg, false);
12100                         if (err)
12101                                 return err;
12102
12103                         prev_src_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
12104
12105                         if (*prev_src_type == NOT_INIT) {
12106                                 /* saw a valid insn
12107                                  * dst_reg = *(u32 *)(src_reg + off)
12108                                  * save type to validate intersecting paths
12109                                  */
12110                                 *prev_src_type = src_reg_type;
12111
12112                         } else if (reg_type_mismatch(src_reg_type, *prev_src_type)) {
12113                                 /* ABuser program is trying to use the same insn
12114                                  * dst_reg = *(u32*) (src_reg + off)
12115                                  * with different pointer types:
12116                                  * src_reg == ctx in one branch and
12117                                  * src_reg == stack|map in some other branch.
12118                                  * Reject it.
12119                                  */
12120                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
12121                                 return -EINVAL;
12122                         }
12123
12124                 } else if (class == BPF_STX) {
12125                         enum bpf_reg_type *prev_dst_type, dst_reg_type;
12126
12127                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC) {
12128                                 err = check_atomic(env, env->insn_idx, insn);
12129                                 if (err)
12130                                         return err;
12131                                 env->insn_idx++;
12132                                 continue;
12133                         }
12134
12135                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0) {
12136                                 verbose(env, "BPF_STX uses reserved fields\n");
12137                                 return -EINVAL;
12138                         }
12139
12140                         /* check src1 operand */
12141                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
12142                         if (err)
12143                                 return err;
12144                         /* check src2 operand */
12145                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
12146                         if (err)
12147                                 return err;
12148
12149                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
12150
12151                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
12152                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
12153                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
12154                                                BPF_WRITE, insn->src_reg, false);
12155                         if (err)
12156                                 return err;
12157
12158                         prev_dst_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
12159
12160                         if (*prev_dst_type == NOT_INIT) {
12161                                 *prev_dst_type = dst_reg_type;
12162                         } else if (reg_type_mismatch(dst_reg_type, *prev_dst_type)) {
12163                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
12164                                 return -EINVAL;
12165                         }
12166
12167                 } else if (class == BPF_ST) {
12168                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM ||
12169                             insn->src_reg != BPF_REG_0) {
12170                                 verbose(env, "BPF_ST uses reserved fields\n");
12171                                 return -EINVAL;
12172                         }
12173                         /* check src operand */
12174                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
12175                         if (err)
12176                                 return err;
12177
12178                         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg)) {
12179                                 verbose(env, "BPF_ST stores into R%d %s is not allowed\n",
12180                                         insn->dst_reg,
12181                                         reg_type_str(env, reg_state(env, insn->dst_reg)->type));
12182                                 return -EACCES;
12183                         }
12184
12185                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
12186                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
12187                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
12188                                                BPF_WRITE, -1, false);
12189                         if (err)
12190                                 return err;
12191
12192                 } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
12193                         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12194
12195                         env->jmps_processed++;
12196                         if (opcode == BPF_CALL) {
12197                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
12198                                     (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL
12199                                      && insn->off != 0) ||
12200                                     (insn->src_reg != BPF_REG_0 &&
12201                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL &&
12202                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) ||
12203                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
12204                                     class == BPF_JMP32) {
12205                                         verbose(env, "BPF_CALL uses reserved fields\n");
12206                                         return -EINVAL;
12207                                 }
12208
12209                                 if (env->cur_state->active_spin_lock &&
12210                                     (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL ||
12211                                      insn->imm != BPF_FUNC_spin_unlock)) {
12212                                         verbose(env, "function calls are not allowed while holding a lock\n");
12213                                         return -EINVAL;
12214                                 }
12215                                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
12216                                         err = check_func_call(env, insn, &env->insn_idx);
12217                                 else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
12218                                         err = check_kfunc_call(env, insn, &env->insn_idx);
12219                                 else
12220                                         err = check_helper_call(env, insn, &env->insn_idx);
12221                                 if (err)
12222                                         return err;
12223                         } else if (opcode == BPF_JA) {
12224                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
12225                                     insn->imm != 0 ||
12226                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
12227                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
12228                                     class == BPF_JMP32) {
12229                                         verbose(env, "BPF_JA uses reserved fields\n");
12230                                         return -EINVAL;
12231                                 }
12232
12233                                 env->insn_idx += insn->off + 1;
12234                                 continue;
12235
12236                         } else if (opcode == BPF_EXIT) {
12237                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
12238                                     insn->imm != 0 ||
12239                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
12240                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
12241                                     class == BPF_JMP32) {
12242                                         verbose(env, "BPF_EXIT uses reserved fields\n");
12243                                         return -EINVAL;
12244                                 }
12245
12246                                 if (env->cur_state->active_spin_lock) {
12247                                         verbose(env, "bpf_spin_unlock is missing\n");
12248                                         return -EINVAL;
12249                                 }
12250
12251                                 if (state->curframe) {
12252                                         /* exit from nested function */
12253                                         err = prepare_func_exit(env, &env->insn_idx);
12254                                         if (err)
12255                                                 return err;
12256                                         do_print_state = true;
12257                                         continue;
12258                                 }
12259
12260                                 err = check_reference_leak(env);
12261                                 if (err)
12262                                         return err;
12263
12264                                 err = check_return_code(env);
12265                                 if (err)
12266                                         return err;
12267 process_bpf_exit:
12268                                 mark_verifier_state_scratched(env);
12269                                 update_branch_counts(env, env->cur_state);
12270                                 err = pop_stack(env, &prev_insn_idx,
12271                                                 &env->insn_idx, pop_log);
12272                                 if (err < 0) {
12273                                         if (err != -ENOENT)
12274                                                 return err;
12275                                         break;
12276                                 } else {
12277                                         do_print_state = true;
12278                                         continue;
12279                                 }
12280                         } else {
12281                                 err = check_cond_jmp_op(env, insn, &env->insn_idx);
12282                                 if (err)
12283                                         return err;
12284                         }
12285                 } else if (class == BPF_LD) {
12286                         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
12287
12288                         if (mode == BPF_ABS || mode == BPF_IND) {
12289                                 err = check_ld_abs(env, insn);
12290                                 if (err)
12291                                         return err;
12292
12293                         } else if (mode == BPF_IMM) {
12294                                 err = check_ld_imm(env, insn);
12295                                 if (err)
12296                                         return err;
12297
12298                                 env->insn_idx++;
12299                                 sanitize_mark_insn_seen(env);
12300                         } else {
12301                                 verbose(env, "invalid BPF_LD mode\n");
12302                                 return -EINVAL;
12303                         }
12304                 } else {
12305                         verbose(env, "unknown insn class %d\n", class);
12306                         return -EINVAL;
12307                 }
12308
12309                 env->insn_idx++;
12310         }
12311
12312         return 0;
12313 }
12314
12315 static int find_btf_percpu_datasec(struct btf *btf)
12316 {
12317         const struct btf_type *t;
12318         const char *tname;
12319         int i, n;
12320
12321         /*
12322          * Both vmlinux and module each have their own ".data..percpu"
12323          * DATASECs in BTF. So for module's case, we need to skip vmlinux BTF
12324          * types to look at only module's own BTF types.
12325          */
12326         n = btf_nr_types(btf);
12327         if (btf_is_module(btf))
12328                 i = btf_nr_types(btf_vmlinux);
12329         else
12330                 i = 1;
12331
12332         for(; i < n; i++) {
12333                 t = btf_type_by_id(btf, i);
12334                 if (BTF_INFO_KIND(t->info) != BTF_KIND_DATASEC)
12335                         continue;
12336
12337                 tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
12338                 if (!strcmp(tname, ".data..percpu"))
12339                         return i;
12340         }
12341
12342         return -ENOENT;
12343 }
12344
12345 /* replace pseudo btf_id with kernel symbol address */
12346 static int check_pseudo_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
12347                                struct bpf_insn *insn,
12348                                struct bpf_insn_aux_data *aux)
12349 {
12350         const struct btf_var_secinfo *vsi;
12351         const struct btf_type *datasec;
12352         struct btf_mod_pair *btf_mod;
12353         const struct btf_type *t;
12354         const char *sym_name;
12355         bool percpu = false;
12356         u32 type, id = insn->imm;
12357         struct btf *btf;
12358         s32 datasec_id;
12359         u64 addr;
12360         int i, btf_fd, err;
12361
12362         btf_fd = insn[1].imm;
12363         if (btf_fd) {
12364                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
12365                 if (IS_ERR(btf)) {
12366                         verbose(env, "invalid module BTF object FD specified.\n");
12367                         return -EINVAL;
12368                 }
12369         } else {
12370                 if (!btf_vmlinux) {
12371                         verbose(env, "kernel is missing BTF, make sure CONFIG_DEBUG_INFO_BTF=y is specified in Kconfig.\n");
12372                         return -EINVAL;
12373                 }
12374                 btf = btf_vmlinux;
12375                 btf_get(btf);
12376         }
12377
12378         t = btf_type_by_id(btf, id);
12379         if (!t) {
12380                 verbose(env, "ldimm64 insn specifies invalid btf_id %d.\n", id);
12381                 err = -ENOENT;
12382                 goto err_put;
12383         }
12384
12385         if (!btf_type_is_var(t)) {
12386                 verbose(env, "pseudo btf_id %d in ldimm64 isn't KIND_VAR.\n", id);
12387                 err = -EINVAL;
12388                 goto err_put;
12389         }
12390
12391         sym_name = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
12392         addr = kallsyms_lookup_name(sym_name);
12393         if (!addr) {
12394                 verbose(env, "ldimm64 failed to find the address for kernel symbol '%s'.\n",
12395                         sym_name);
12396                 err = -ENOENT;
12397                 goto err_put;
12398         }
12399
12400         datasec_id = find_btf_percpu_datasec(btf);
12401         if (datasec_id > 0) {
12402                 datasec = btf_type_by_id(btf, datasec_id);
12403                 for_each_vsi(i, datasec, vsi) {
12404                         if (vsi->type == id) {
12405                                 percpu = true;
12406                                 break;
12407                         }
12408                 }
12409         }
12410
12411         insn[0].imm = (u32)addr;
12412         insn[1].imm = addr >> 32;
12413
12414         type = t->type;
12415         t = btf_type_skip_modifiers(btf, type, NULL);
12416         if (percpu) {
12417                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU;
12418                 aux->btf_var.btf = btf;
12419                 aux->btf_var.btf_id = type;
12420         } else if (!btf_type_is_struct(t)) {
12421                 const struct btf_type *ret;
12422                 const char *tname;
12423                 u32 tsize;
12424
12425                 /* resolve the type size of ksym. */
12426                 ret = btf_resolve_size(btf, t, &tsize);
12427                 if (IS_ERR(ret)) {
12428                         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
12429                         verbose(env, "ldimm64 unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
12430                                 tname, PTR_ERR(ret));
12431                         err = -EINVAL;
12432                         goto err_put;
12433                 }
12434                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
12435                 aux->btf_var.mem_size = tsize;
12436         } else {
12437                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID;
12438                 aux->btf_var.btf = btf;
12439                 aux->btf_var.btf_id = type;
12440         }
12441
12442         /* check whether we recorded this BTF (and maybe module) already */
12443         for (i = 0; i < env->used_btf_cnt; i++) {
12444                 if (env->used_btfs[i].btf == btf) {
12445                         btf_put(btf);
12446                         return 0;
12447                 }
12448         }
12449
12450         if (env->used_btf_cnt >= MAX_USED_BTFS) {
12451                 err = -E2BIG;
12452                 goto err_put;
12453         }
12454
12455         btf_mod = &env->used_btfs[env->used_btf_cnt];
12456         btf_mod->btf = btf;
12457         btf_mod->module = NULL;
12458
12459         /* if we reference variables from kernel module, bump its refcount */
12460         if (btf_is_module(btf)) {
12461                 btf_mod->module = btf_try_get_module(btf);
12462                 if (!btf_mod->module) {
12463                         err = -ENXIO;
12464                         goto err_put;
12465                 }
12466         }
12467
12468         env->used_btf_cnt++;
12469
12470         return 0;
12471 err_put:
12472         btf_put(btf);
12473         return err;
12474 }
12475
12476 static int check_map_prealloc(struct bpf_map *map)
12477 {
12478         return (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_HASH &&
12479                 map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
12480                 map->map_type != BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS) ||
12481                 !(map->map_flags & BPF_F_NO_PREALLOC);
12482 }
12483
12484 static bool is_tracing_prog_type(enum bpf_prog_type type)
12485 {
12486         switch (type) {
12487         case BPF_PROG_TYPE_KPROBE:
12488         case BPF_PROG_TYPE_TRACEPOINT:
12489         case BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT:
12490         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
12491                 return true;
12492         default:
12493                 return false;
12494         }
12495 }
12496
12497 static bool is_preallocated_map(struct bpf_map *map)
12498 {
12499         if (!check_map_prealloc(map))
12500                 return false;
12501         if (map->inner_map_meta && !check_map_prealloc(map->inner_map_meta))
12502                 return false;
12503         return true;
12504 }
12505
12506 static int check_map_prog_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
12507                                         struct bpf_map *map,
12508                                         struct bpf_prog *prog)
12509
12510 {
12511         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
12512         /*
12513          * Validate that trace type programs use preallocated hash maps.
12514          *
12515          * For programs attached to PERF events this is mandatory as the
12516          * perf NMI can hit any arbitrary code sequence.
12517          *
12518          * All other trace types using preallocated hash maps are unsafe as
12519          * well because tracepoint or kprobes can be inside locked regions
12520          * of the memory allocator or at a place where a recursion into the
12521          * memory allocator would see inconsistent state.
12522          *
12523          * On RT enabled kernels run-time allocation of all trace type
12524          * programs is strictly prohibited due to lock type constraints. On
12525          * !RT kernels it is allowed for backwards compatibility reasons for
12526          * now, but warnings are emitted so developers are made aware of
12527          * the unsafety and can fix their programs before this is enforced.
12528          */
12529         if (is_tracing_prog_type(prog_type) && !is_preallocated_map(map)) {
12530                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT) {
12531                         verbose(env, "perf_event programs can only use preallocated hash map\n");
12532                         return -EINVAL;
12533                 }
12534                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT)) {
12535                         verbose(env, "trace type programs can only use preallocated hash map\n");
12536                         return -EINVAL;
12537                 }
12538                 WARN_ONCE(1, "trace type BPF program uses run-time allocation\n");
12539                 verbose(env, "trace type programs with run-time allocated hash maps are unsafe. Switch to preallocated hash maps.\n");
12540         }
12541
12542         if (map_value_has_spin_lock(map)) {
12543                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER) {
12544                         verbose(env, "socket filter progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
12545                         return -EINVAL;
12546                 }
12547
12548                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
12549                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
12550                         return -EINVAL;
12551                 }
12552
12553                 if (prog->aux->sleepable) {
12554                         verbose(env, "sleepable progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
12555                         return -EINVAL;
12556                 }
12557         }
12558
12559         if (map_value_has_timer(map)) {
12560                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
12561                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_timer yet\n");
12562                         return -EINVAL;
12563                 }
12564         }
12565
12566         if ((bpf_prog_is_dev_bound(prog->aux) || bpf_map_is_dev_bound(map)) &&
12567             !bpf_offload_prog_map_match(prog, map)) {
12568                 verbose(env, "offload device mismatch between prog and map\n");
12569                 return -EINVAL;
12570         }
12571
12572         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_STRUCT_OPS) {
12573                 verbose(env, "bpf_struct_ops map cannot be used in prog\n");
12574                 return -EINVAL;
12575         }
12576
12577         if (prog->aux->sleepable)
12578                 switch (map->map_type) {
12579                 case BPF_MAP_TYPE_HASH:
12580                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH:
12581                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY:
12582                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH:
12583                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY:
12584                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH:
12585                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
12586                 case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
12587                         if (!is_preallocated_map(map)) {
12588                                 verbose(env,
12589                                         "Sleepable programs can only use preallocated maps\n");
12590                                 return -EINVAL;
12591                         }
12592                         break;
12593                 case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
12594                 case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
12595                 case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
12596                 case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
12597                         break;
12598                 default:
12599                         verbose(env,
12600                                 "Sleepable programs can only use array, hash, and ringbuf maps\n");
12601                         return -EINVAL;
12602                 }
12603
12604         return 0;
12605 }
12606
12607 static bool bpf_map_is_cgroup_storage(struct bpf_map *map)
12608 {
12609         return (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE ||
12610                 map->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE);
12611 }
12612
12613 /* find and rewrite pseudo imm in ld_imm64 instructions:
12614  *
12615  * 1. if it accesses map FD, replace it with actual map pointer.
12616  * 2. if it accesses btf_id of a VAR, replace it with pointer to the var.
12617  *
12618  * NOTE: btf_vmlinux is required for converting pseudo btf_id.
12619  */
12620 static int resolve_pseudo_ldimm64(struct bpf_verifier_env *env)
12621 {
12622         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
12623         int insn_cnt = env->prog->len;
12624         int i, j, err;
12625
12626         err = bpf_prog_calc_tag(env->prog);
12627         if (err)
12628                 return err;
12629
12630         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
12631                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
12632                     (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0)) {
12633                         verbose(env, "BPF_LDX uses reserved fields\n");
12634                         return -EINVAL;
12635                 }
12636
12637                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW)) {
12638                         struct bpf_insn_aux_data *aux;
12639                         struct bpf_map *map;
12640                         struct fd f;
12641                         u64 addr;
12642                         u32 fd;
12643
12644                         if (i == insn_cnt - 1 || insn[1].code != 0 ||
12645                             insn[1].dst_reg != 0 || insn[1].src_reg != 0 ||
12646                             insn[1].off != 0) {
12647                                 verbose(env, "invalid bpf_ld_imm64 insn\n");
12648                                 return -EINVAL;
12649                         }
12650
12651                         if (insn[0].src_reg == 0)
12652                                 /* valid generic load 64-bit imm */
12653                                 goto next_insn;
12654
12655                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
12656                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
12657                                 err = check_pseudo_btf_id(env, insn, aux);
12658                                 if (err)
12659                                         return err;
12660                                 goto next_insn;
12661                         }
12662
12663                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
12664                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
12665                                 aux->ptr_type = PTR_TO_FUNC;
12666                                 goto next_insn;
12667                         }
12668
12669                         /* In final convert_pseudo_ld_imm64() step, this is
12670                          * converted into regular 64-bit imm load insn.
12671                          */
12672                         switch (insn[0].src_reg) {
12673                         case BPF_PSEUDO_MAP_VALUE:
12674                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
12675                                 break;
12676                         case BPF_PSEUDO_MAP_FD:
12677                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
12678                                 if (insn[1].imm == 0)
12679                                         break;
12680                                 fallthrough;
12681                         default:
12682                                 verbose(env, "unrecognized bpf_ld_imm64 insn\n");
12683                                 return -EINVAL;
12684                         }
12685
12686                         switch (insn[0].src_reg) {
12687                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
12688                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
12689                                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
12690                                         verbose(env, "fd_idx without fd_array is invalid\n");
12691                                         return -EPROTO;
12692                                 }
12693                                 if (copy_from_bpfptr_offset(&fd, env->fd_array,
12694                                                             insn[0].imm * sizeof(fd),
12695                                                             sizeof(fd)))
12696                                         return -EFAULT;
12697                                 break;
12698                         default:
12699                                 fd = insn[0].imm;
12700                                 break;
12701                         }
12702
12703                         f = fdget(fd);
12704                         map = __bpf_map_get(f);
12705                         if (IS_ERR(map)) {
12706                                 verbose(env, "fd %d is not pointing to valid bpf_map\n",
12707                                         insn[0].imm);
12708                                 return PTR_ERR(map);
12709                         }
12710
12711                         err = check_map_prog_compatibility(env, map, env->prog);
12712                         if (err) {
12713                                 fdput(f);
12714                                 return err;
12715                         }
12716
12717                         aux = &env->insn_aux_data[i];
12718                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
12719                             insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
12720                                 addr = (unsigned long)map;
12721                         } else {
12722                                 u32 off = insn[1].imm;
12723
12724                                 if (off >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
12725                                         verbose(env, "direct value offset of %u is not allowed\n", off);
12726                                         fdput(f);
12727                                         return -EINVAL;
12728                                 }
12729
12730                                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
12731                                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
12732                                         fdput(f);
12733                                         return -EINVAL;
12734                                 }
12735
12736                                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
12737                                 if (err) {
12738                                         verbose(env, "invalid access to map value pointer, value_size=%u off=%u\n",
12739                                                 map->value_size, off);
12740                                         fdput(f);
12741                                         return err;
12742                                 }
12743
12744                                 aux->map_off = off;
12745                                 addr += off;
12746                         }
12747
12748                         insn[0].imm = (u32)addr;
12749                         insn[1].imm = addr >> 32;
12750
12751                         /* check whether we recorded this map already */
12752                         for (j = 0; j < env->used_map_cnt; j++) {
12753                                 if (env->used_maps[j] == map) {
12754                                         aux->map_index = j;
12755                                         fdput(f);
12756                                         goto next_insn;
12757                                 }
12758                         }
12759
12760                         if (env->used_map_cnt >= MAX_USED_MAPS) {
12761                                 fdput(f);
12762                                 return -E2BIG;
12763                         }
12764
12765                         /* hold the map. If the program is rejected by verifier,
12766                          * the map will be released by release_maps() or it
12767                          * will be used by the valid program until it's unloaded
12768                          * and all maps are released in free_used_maps()
12769                          */
12770                         bpf_map_inc(map);
12771
12772                         aux->map_index = env->used_map_cnt;
12773                         env->used_maps[env->used_map_cnt++] = map;
12774
12775                         if (bpf_map_is_cgroup_storage(map) &&
12776                             bpf_cgroup_storage_assign(env->prog->aux, map)) {
12777                                 verbose(env, "only one cgroup storage of each type is allowed\n");
12778                                 fdput(f);
12779                                 return -EBUSY;
12780                         }
12781
12782                         fdput(f);
12783 next_insn:
12784                         insn++;
12785                         i++;
12786                         continue;
12787                 }
12788
12789                 /* Basic sanity check before we invest more work here. */
12790                 if (!bpf_opcode_in_insntable(insn->code)) {
12791                         verbose(env, "unknown opcode %02x\n", insn->code);
12792                         return -EINVAL;
12793                 }
12794         }
12795
12796         /* now all pseudo BPF_LD_IMM64 instructions load valid
12797          * 'struct bpf_map *' into a register instead of user map_fd.
12798          * These pointers will be used later by verifier to validate map access.
12799          */
12800         return 0;
12801 }
12802
12803 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
12804 static void release_maps(struct bpf_verifier_env *env)
12805 {
12806         __bpf_free_used_maps(env->prog->aux, env->used_maps,
12807                              env->used_map_cnt);
12808 }
12809
12810 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
12811 static void release_btfs(struct bpf_verifier_env *env)
12812 {
12813         __bpf_free_used_btfs(env->prog->aux, env->used_btfs,
12814                              env->used_btf_cnt);
12815 }
12816
12817 /* convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic BPF_LD_IMM64 */
12818 static void convert_pseudo_ld_imm64(struct bpf_verifier_env *env)
12819 {
12820         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
12821         int insn_cnt = env->prog->len;
12822         int i;
12823
12824         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
12825                 if (insn->code != (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW))
12826                         continue;
12827                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC)
12828                         continue;
12829                 insn->src_reg = 0;
12830         }
12831 }
12832
12833 /* single env->prog->insni[off] instruction was replaced with the range
12834  * insni[off, off + cnt).  Adjust corresponding insn_aux_data by copying
12835  * [0, off) and [off, end) to new locations, so the patched range stays zero
12836  */
12837 static void adjust_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env,
12838                                  struct bpf_insn_aux_data *new_data,
12839                                  struct bpf_prog *new_prog, u32 off, u32 cnt)
12840 {
12841         struct bpf_insn_aux_data *old_data = env->insn_aux_data;
12842         struct bpf_insn *insn = new_prog->insnsi;
12843         u32 old_seen = old_data[off].seen;
12844         u32 prog_len;
12845         int i;
12846
12847         /* aux info at OFF always needs adjustment, no matter fast path
12848          * (cnt == 1) is taken or not. There is no guarantee INSN at OFF is the
12849          * original insn at old prog.
12850          */
12851         old_data[off].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + off + cnt - 1);
12852
12853         if (cnt == 1)
12854                 return;
12855         prog_len = new_prog->len;
12856
12857         memcpy(new_data, old_data, sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * off);
12858         memcpy(new_data + off + cnt - 1, old_data + off,
12859                sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * (prog_len - off - cnt + 1));
12860         for (i = off; i < off + cnt - 1; i++) {
12861                 /* Expand insni[off]'s seen count to the patched range. */
12862                 new_data[i].seen = old_seen;
12863                 new_data[i].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + i);
12864         }
12865         env->insn_aux_data = new_data;
12866         vfree(old_data);
12867 }
12868
12869 static void adjust_subprog_starts(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 len)
12870 {
12871         int i;
12872
12873         if (len == 1)
12874                 return;
12875         /* NOTE: fake 'exit' subprog should be updated as well. */
12876         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++) {
12877                 if (env->subprog_info[i].start <= off)
12878                         continue;
12879                 env->subprog_info[i].start += len - 1;
12880         }
12881 }
12882
12883 static void adjust_poke_descs(struct bpf_prog *prog, u32 off, u32 len)
12884 {
12885         struct bpf_jit_poke_descriptor *tab = prog->aux->poke_tab;
12886         int i, sz = prog->aux->size_poke_tab;
12887         struct bpf_jit_poke_descriptor *desc;
12888
12889         for (i = 0; i < sz; i++) {
12890                 desc = &tab[i];
12891                 if (desc->insn_idx <= off)
12892                         continue;
12893                 desc->insn_idx += len - 1;
12894         }
12895 }
12896
12897 static struct bpf_prog *bpf_patch_insn_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
12898                                             const struct bpf_insn *patch, u32 len)
12899 {
12900         struct bpf_prog *new_prog;
12901         struct bpf_insn_aux_data *new_data = NULL;
12902
12903         if (len > 1) {
12904                 new_data = vzalloc(array_size(env->prog->len + len - 1,
12905                                               sizeof(struct bpf_insn_aux_data)));
12906                 if (!new_data)
12907                         return NULL;
12908         }
12909
12910         new_prog = bpf_patch_insn_single(env->prog, off, patch, len);
12911         if (IS_ERR(new_prog)) {
12912                 if (PTR_ERR(new_prog) == -ERANGE)
12913                         verbose(env,
12914                                 "insn %d cannot be patched due to 16-bit range\n",
12915                                 env->insn_aux_data[off].orig_idx);
12916                 vfree(new_data);
12917                 return NULL;
12918         }
12919         adjust_insn_aux_data(env, new_data, new_prog, off, len);
12920         adjust_subprog_starts(env, off, len);
12921         adjust_poke_descs(new_prog, off, len);
12922         return new_prog;
12923 }
12924
12925 static int adjust_subprog_starts_after_remove(struct bpf_verifier_env *env,
12926                                               u32 off, u32 cnt)
12927 {
12928         int i, j;
12929
12930         /* find first prog starting at or after off (first to remove) */
12931         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
12932                 if (env->subprog_info[i].start >= off)
12933                         break;
12934         /* find first prog starting at or after off + cnt (first to stay) */
12935         for (j = i; j < env->subprog_cnt; j++)
12936                 if (env->subprog_info[j].start >= off + cnt)
12937                         break;
12938         /* if j doesn't start exactly at off + cnt, we are just removing
12939          * the front of previous prog
12940          */
12941         if (env->subprog_info[j].start != off + cnt)
12942                 j--;
12943
12944         if (j > i) {
12945                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
12946                 int move;
12947
12948                 /* move fake 'exit' subprog as well */
12949                 move = env->subprog_cnt + 1 - j;
12950
12951                 memmove(env->subprog_info + i,
12952                         env->subprog_info + j,
12953                         sizeof(*env->subprog_info) * move);
12954                 env->subprog_cnt -= j - i;
12955
12956                 /* remove func_info */
12957                 if (aux->func_info) {
12958                         move = aux->func_info_cnt - j;
12959
12960                         memmove(aux->func_info + i,
12961                                 aux->func_info + j,
12962                                 sizeof(*aux->func_info) * move);
12963                         aux->func_info_cnt -= j - i;
12964                         /* func_info->insn_off is set after all code rewrites,
12965                          * in adjust_btf_func() - no need to adjust
12966                          */
12967                 }
12968         } else {
12969                 /* convert i from "first prog to remove" to "first to adjust" */
12970                 if (env->subprog_info[i].start == off)
12971                         i++;
12972         }
12973
12974         /* update fake 'exit' subprog as well */
12975         for (; i <= env->subprog_cnt; i++)
12976                 env->subprog_info[i].start -= cnt;
12977
12978         return 0;
12979 }
12980
12981 static int bpf_adj_linfo_after_remove(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
12982                                       u32 cnt)
12983 {
12984         struct bpf_prog *prog = env->prog;
12985         u32 i, l_off, l_cnt, nr_linfo;
12986         struct bpf_line_info *linfo;
12987
12988         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
12989         if (!nr_linfo)
12990                 return 0;
12991
12992         linfo = prog->aux->linfo;
12993
12994         /* find first line info to remove, count lines to be removed */
12995         for (i = 0; i < nr_linfo; i++)
12996                 if (linfo[i].insn_off >= off)
12997                         break;
12998
12999         l_off = i;
13000         l_cnt = 0;
13001         for (; i < nr_linfo; i++)
13002                 if (linfo[i].insn_off < off + cnt)
13003                         l_cnt++;
13004                 else
13005                         break;
13006
13007         /* First live insn doesn't match first live linfo, it needs to "inherit"
13008          * last removed linfo.  prog is already modified, so prog->len == off
13009          * means no live instructions after (tail of the program was removed).
13010          */
13011         if (prog->len != off && l_cnt &&
13012             (i == nr_linfo || linfo[i].insn_off != off + cnt)) {
13013                 l_cnt--;
13014                 linfo[--i].insn_off = off + cnt;
13015         }
13016
13017         /* remove the line info which refer to the removed instructions */
13018         if (l_cnt) {
13019                 memmove(linfo + l_off, linfo + i,
13020                         sizeof(*linfo) * (nr_linfo - i));
13021
13022                 prog->aux->nr_linfo -= l_cnt;
13023                 nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
13024         }
13025
13026         /* pull all linfo[i].insn_off >= off + cnt in by cnt */
13027         for (i = l_off; i < nr_linfo; i++)
13028                 linfo[i].insn_off -= cnt;
13029
13030         /* fix up all subprogs (incl. 'exit') which start >= off */
13031         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++)
13032                 if (env->subprog_info[i].linfo_idx > l_off) {
13033                         /* program may have started in the removed region but
13034                          * may not be fully removed
13035                          */
13036                         if (env->subprog_info[i].linfo_idx >= l_off + l_cnt)
13037                                 env->subprog_info[i].linfo_idx -= l_cnt;
13038                         else
13039                                 env->subprog_info[i].linfo_idx = l_off;
13040                 }
13041
13042         return 0;
13043 }
13044
13045 static int verifier_remove_insns(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 cnt)
13046 {
13047         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
13048         unsigned int orig_prog_len = env->prog->len;
13049         int err;
13050
13051         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
13052                 bpf_prog_offload_remove_insns(env, off, cnt);
13053
13054         err = bpf_remove_insns(env->prog, off, cnt);
13055         if (err)
13056                 return err;
13057
13058         err = adjust_subprog_starts_after_remove(env, off, cnt);
13059         if (err)
13060                 return err;
13061
13062         err = bpf_adj_linfo_after_remove(env, off, cnt);
13063         if (err)
13064                 return err;
13065
13066         memmove(aux_data + off, aux_data + off + cnt,
13067                 sizeof(*aux_data) * (orig_prog_len - off - cnt));
13068
13069         return 0;
13070 }
13071
13072 /* The verifier does more data flow analysis than llvm and will not
13073  * explore branches that are dead at run time. Malicious programs can
13074  * have dead code too. Therefore replace all dead at-run-time code
13075  * with 'ja -1'.
13076  *
13077  * Just nops are not optimal, e.g. if they would sit at the end of the
13078  * program and through another bug we would manage to jump there, then
13079  * we'd execute beyond program memory otherwise. Returning exception
13080  * code also wouldn't work since we can have subprogs where the dead
13081  * code could be located.
13082  */
13083 static void sanitize_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
13084 {
13085         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
13086         struct bpf_insn trap = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, -1);
13087         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
13088         const int insn_cnt = env->prog->len;
13089         int i;
13090
13091         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
13092                 if (aux_data[i].seen)
13093                         continue;
13094                 memcpy(insn + i, &trap, sizeof(trap));
13095                 aux_data[i].zext_dst = false;
13096         }
13097 }
13098
13099 static bool insn_is_cond_jump(u8 code)
13100 {
13101         u8 op;
13102
13103         if (BPF_CLASS(code) == BPF_JMP32)
13104                 return true;
13105
13106         if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP)
13107                 return false;
13108
13109         op = BPF_OP(code);
13110         return op != BPF_JA && op != BPF_EXIT && op != BPF_CALL;
13111 }
13112
13113 static void opt_hard_wire_dead_code_branches(struct bpf_verifier_env *env)
13114 {
13115         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
13116         struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
13117         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
13118         const int insn_cnt = env->prog->len;
13119         int i;
13120
13121         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
13122                 if (!insn_is_cond_jump(insn->code))
13123                         continue;
13124
13125                 if (!aux_data[i + 1].seen)
13126                         ja.off = insn->off;
13127                 else if (!aux_data[i + 1 + insn->off].seen)
13128                         ja.off = 0;
13129                 else
13130                         continue;
13131
13132                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
13133                         bpf_prog_offload_replace_insn(env, i, &ja);
13134
13135                 memcpy(insn, &ja, sizeof(ja));
13136         }
13137 }
13138
13139 static int opt_remove_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
13140 {
13141         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
13142         int insn_cnt = env->prog->len;
13143         int i, err;
13144
13145         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
13146                 int j;
13147
13148                 j = 0;
13149                 while (i + j < insn_cnt && !aux_data[i + j].seen)
13150                         j++;
13151                 if (!j)
13152                         continue;
13153
13154                 err = verifier_remove_insns(env, i, j);
13155                 if (err)
13156                         return err;
13157                 insn_cnt = env->prog->len;
13158         }
13159
13160         return 0;
13161 }
13162
13163 static int opt_remove_nops(struct bpf_verifier_env *env)
13164 {
13165         const struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
13166         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
13167         int insn_cnt = env->prog->len;
13168         int i, err;
13169
13170         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
13171                 if (memcmp(&insn[i], &ja, sizeof(ja)))
13172                         continue;
13173
13174                 err = verifier_remove_insns(env, i, 1);
13175                 if (err)
13176                         return err;
13177                 insn_cnt--;
13178                 i--;
13179         }
13180
13181         return 0;
13182 }
13183
13184 static int opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(struct bpf_verifier_env *env,
13185                                          const union bpf_attr *attr)
13186 {
13187         struct bpf_insn *patch, zext_patch[2], rnd_hi32_patch[4];
13188         struct bpf_insn_aux_data *aux = env->insn_aux_data;
13189         int i, patch_len, delta = 0, len = env->prog->len;
13190         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
13191         struct bpf_prog *new_prog;
13192         bool rnd_hi32;
13193
13194         rnd_hi32 = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_RND_HI32;
13195         zext_patch[1] = BPF_ZEXT_REG(0);
13196         rnd_hi32_patch[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, 0);
13197         rnd_hi32_patch[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_AX, 32);
13198         rnd_hi32_patch[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, 0, BPF_REG_AX);
13199         for (i = 0; i < len; i++) {
13200                 int adj_idx = i + delta;
13201                 struct bpf_insn insn;
13202                 int load_reg;
13203
13204                 insn = insns[adj_idx];
13205                 load_reg = insn_def_regno(&insn);
13206                 if (!aux[adj_idx].zext_dst) {
13207                         u8 code, class;
13208                         u32 imm_rnd;
13209
13210                         if (!rnd_hi32)
13211                                 continue;
13212
13213                         code = insn.code;
13214                         class = BPF_CLASS(code);
13215                         if (load_reg == -1)
13216                                 continue;
13217
13218                         /* NOTE: arg "reg" (the fourth one) is only used for
13219                          *       BPF_STX + SRC_OP, so it is safe to pass NULL
13220                          *       here.
13221                          */
13222                         if (is_reg64(env, &insn, load_reg, NULL, DST_OP)) {
13223                                 if (class == BPF_LD &&
13224                                     BPF_MODE(code) == BPF_IMM)
13225                                         i++;
13226                                 continue;
13227                         }
13228
13229                         /* ctx load could be transformed into wider load. */
13230                         if (class == BPF_LDX &&
13231                             aux[adj_idx].ptr_type == PTR_TO_CTX)
13232                                 continue;
13233
13234                         imm_rnd = get_random_int();
13235                         rnd_hi32_patch[0] = insn;
13236                         rnd_hi32_patch[1].imm = imm_rnd;
13237                         rnd_hi32_patch[3].dst_reg = load_reg;
13238                         patch = rnd_hi32_patch;
13239                         patch_len = 4;
13240                         goto apply_patch_buffer;
13241                 }
13242
13243                 /* Add in an zero-extend instruction if a) the JIT has requested
13244                  * it or b) it's a CMPXCHG.
13245                  *
13246                  * The latter is because: BPF_CMPXCHG always loads a value into
13247                  * R0, therefore always zero-extends. However some archs'
13248                  * equivalent instruction only does this load when the
13249                  * comparison is successful. This detail of CMPXCHG is
13250                  * orthogonal to the general zero-extension behaviour of the
13251                  * CPU, so it's treated independently of bpf_jit_needs_zext.
13252                  */
13253                 if (!bpf_jit_needs_zext() && !is_cmpxchg_insn(&insn))
13254                         continue;
13255
13256                 if (WARN_ON(load_reg == -1)) {
13257                         verbose(env, "verifier bug. zext_dst is set, but no reg is defined\n");
13258                         return -EFAULT;
13259                 }
13260
13261                 zext_patch[0] = insn;
13262                 zext_patch[1].dst_reg = load_reg;
13263                 zext_patch[1].src_reg = load_reg;
13264                 patch = zext_patch;
13265                 patch_len = 2;
13266 apply_patch_buffer:
13267                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, adj_idx, patch, patch_len);
13268                 if (!new_prog)
13269                         return -ENOMEM;
13270                 env->prog = new_prog;
13271                 insns = new_prog->insnsi;
13272                 aux = env->insn_aux_data;
13273                 delta += patch_len - 1;
13274         }
13275
13276         return 0;
13277 }
13278
13279 /* convert load instructions that access fields of a context type into a
13280  * sequence of instructions that access fields of the underlying structure:
13281  *     struct __sk_buff    -> struct sk_buff
13282  *     struct bpf_sock_ops -> struct sock
13283  */
13284 static int convert_ctx_accesses(struct bpf_verifier_env *env)
13285 {
13286         const struct bpf_verifier_ops *ops = env->ops;
13287         int i, cnt, size, ctx_field_size, delta = 0;
13288         const int insn_cnt = env->prog->len;
13289         struct bpf_insn insn_buf[16], *insn;
13290         u32 target_size, size_default, off;
13291         struct bpf_prog *new_prog;
13292         enum bpf_access_type type;
13293         bool is_narrower_load;
13294
13295         if (ops->gen_prologue || env->seen_direct_write) {
13296                 if (!ops->gen_prologue) {
13297                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
13298                         return -EINVAL;
13299                 }
13300                 cnt = ops->gen_prologue(insn_buf, env->seen_direct_write,
13301                                         env->prog);
13302                 if (cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
13303                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
13304                         return -EINVAL;
13305                 } else if (cnt) {
13306                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
13307                         if (!new_prog)
13308                                 return -ENOMEM;
13309
13310                         env->prog = new_prog;
13311                         delta += cnt - 1;
13312                 }
13313         }
13314
13315         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
13316                 return 0;
13317
13318         insn = env->prog->insnsi + delta;
13319
13320         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
13321                 bpf_convert_ctx_access_t convert_ctx_access;
13322                 bool ctx_access;
13323
13324                 if (insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B) ||
13325                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H) ||
13326                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W) ||
13327                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW)) {
13328                         type = BPF_READ;
13329                         ctx_access = true;
13330                 } else if (insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B) ||
13331                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H) ||
13332                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W) ||
13333                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
13334                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B) ||
13335                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H) ||
13336                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W) ||
13337                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW)) {
13338                         type = BPF_WRITE;
13339                         ctx_access = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX;
13340                 } else {
13341                         continue;
13342                 }
13343
13344                 if (type == BPF_WRITE &&
13345                     env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_spill) {
13346                         struct bpf_insn patch[] = {
13347                                 *insn,
13348                                 BPF_ST_NOSPEC(),
13349                         };
13350
13351                         cnt = ARRAY_SIZE(patch);
13352                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patch, cnt);
13353                         if (!new_prog)
13354                                 return -ENOMEM;
13355
13356                         delta    += cnt - 1;
13357                         env->prog = new_prog;
13358                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
13359                         continue;
13360                 }
13361
13362                 if (!ctx_access)
13363                         continue;
13364
13365                 switch ((int)env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type) {
13366                 case PTR_TO_CTX:
13367                         if (!ops->convert_ctx_access)
13368                                 continue;
13369                         convert_ctx_access = ops->convert_ctx_access;
13370                         break;
13371                 case PTR_TO_SOCKET:
13372                 case PTR_TO_SOCK_COMMON:
13373                         convert_ctx_access = bpf_sock_convert_ctx_access;
13374                         break;
13375                 case PTR_TO_TCP_SOCK:
13376                         convert_ctx_access = bpf_tcp_sock_convert_ctx_access;
13377                         break;
13378                 case PTR_TO_XDP_SOCK:
13379                         convert_ctx_access = bpf_xdp_sock_convert_ctx_access;
13380                         break;
13381                 case PTR_TO_BTF_ID:
13382                 case PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED:
13383                         if (type == BPF_READ) {
13384                                 insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM |
13385                                         BPF_SIZE((insn)->code);
13386                                 env->prog->aux->num_exentries++;
13387                         } else if (resolve_prog_type(env->prog) != BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS) {
13388                                 verbose(env, "Writes through BTF pointers are not allowed\n");
13389                                 return -EINVAL;
13390                         }
13391                         continue;
13392                 default:
13393                         continue;
13394                 }
13395
13396                 ctx_field_size = env->insn_aux_data[i + delta].ctx_field_size;
13397                 size = BPF_LDST_BYTES(insn);
13398
13399                 /* If the read access is a narrower load of the field,
13400                  * convert to a 4/8-byte load, to minimum program type specific
13401                  * convert_ctx_access changes. If conversion is successful,
13402                  * we will apply proper mask to the result.
13403                  */
13404                 is_narrower_load = size < ctx_field_size;
13405                 size_default = bpf_ctx_off_adjust_machine(ctx_field_size);
13406                 off = insn->off;
13407                 if (is_narrower_load) {
13408                         u8 size_code;
13409
13410                         if (type == BPF_WRITE) {
13411                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx access misconfigured\n");
13412                                 return -EINVAL;
13413                         }
13414
13415                         size_code = BPF_H;
13416                         if (ctx_field_size == 4)
13417                                 size_code = BPF_W;
13418                         else if (ctx_field_size == 8)
13419                                 size_code = BPF_DW;
13420
13421                         insn->off = off & ~(size_default - 1);
13422                         insn->code = BPF_LDX | BPF_MEM | size_code;
13423                 }
13424
13425                 target_size = 0;
13426                 cnt = convert_ctx_access(type, insn, insn_buf, env->prog,
13427                                          &target_size);
13428                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf) ||
13429                     (ctx_field_size && !target_size)) {
13430                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
13431                         return -EINVAL;
13432                 }
13433
13434                 if (is_narrower_load && size < target_size) {
13435                         u8 shift = bpf_ctx_narrow_access_offset(
13436                                 off, size, size_default) * 8;
13437                         if (shift && cnt + 1 >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
13438                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx load misconfigured\n");
13439                                 return -EINVAL;
13440                         }
13441                         if (ctx_field_size <= 4) {
13442                                 if (shift)
13443                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_RSH,
13444                                                                         insn->dst_reg,
13445                                                                         shift);
13446                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
13447                                                                 (1 << size * 8) - 1);
13448                         } else {
13449                                 if (shift)
13450                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH,
13451                                                                         insn->dst_reg,
13452                                                                         shift);
13453                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
13454                                                                 (1ULL << size * 8) - 1);
13455                         }
13456                 }
13457
13458                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
13459                 if (!new_prog)
13460                         return -ENOMEM;
13461
13462                 delta += cnt - 1;
13463
13464                 /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
13465                 env->prog = new_prog;
13466                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
13467         }
13468
13469         return 0;
13470 }
13471
13472 static int jit_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
13473 {
13474         struct bpf_prog *prog = env->prog, **func, *tmp;
13475         int i, j, subprog_start, subprog_end = 0, len, subprog;
13476         struct bpf_map *map_ptr;
13477         struct bpf_insn *insn;
13478         void *old_bpf_func;
13479         int err, num_exentries;
13480
13481         if (env->subprog_cnt <= 1)
13482                 return 0;
13483
13484         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
13485                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn))
13486                         continue;
13487
13488                 /* Upon error here we cannot fall back to interpreter but
13489                  * need a hard reject of the program. Thus -EFAULT is
13490                  * propagated in any case.
13491                  */
13492                 subprog = find_subprog(env, i + insn->imm + 1);
13493                 if (subprog < 0) {
13494                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
13495                                   i + insn->imm + 1);
13496                         return -EFAULT;
13497                 }
13498                 /* temporarily remember subprog id inside insn instead of
13499                  * aux_data, since next loop will split up all insns into funcs
13500                  */
13501                 insn->off = subprog;
13502                 /* remember original imm in case JIT fails and fallback
13503                  * to interpreter will be needed
13504                  */
13505                 env->insn_aux_data[i].call_imm = insn->imm;
13506                 /* point imm to __bpf_call_base+1 from JITs point of view */
13507                 insn->imm = 1;
13508                 if (bpf_pseudo_func(insn))
13509                         /* jit (e.g. x86_64) may emit fewer instructions
13510                          * if it learns a u32 imm is the same as a u64 imm.
13511                          * Force a non zero here.
13512                          */
13513                         insn[1].imm = 1;
13514         }
13515
13516         err = bpf_prog_alloc_jited_linfo(prog);
13517         if (err)
13518                 goto out_undo_insn;
13519
13520         err = -ENOMEM;
13521         func = kcalloc(env->subprog_cnt, sizeof(prog), GFP_KERNEL);
13522         if (!func)
13523                 goto out_undo_insn;
13524
13525         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
13526                 subprog_start = subprog_end;
13527                 subprog_end = env->subprog_info[i + 1].start;
13528
13529                 len = subprog_end - subprog_start;
13530                 /* bpf_prog_run() doesn't call subprogs directly,
13531                  * hence main prog stats include the runtime of subprogs.
13532                  * subprogs don't have IDs and not reachable via prog_get_next_id
13533                  * func[i]->stats will never be accessed and stays NULL
13534                  */
13535                 func[i] = bpf_prog_alloc_no_stats(bpf_prog_size(len), GFP_USER);
13536                 if (!func[i])
13537                         goto out_free;
13538                 memcpy(func[i]->insnsi, &prog->insnsi[subprog_start],
13539                        len * sizeof(struct bpf_insn));
13540                 func[i]->type = prog->type;
13541                 func[i]->len = len;
13542                 if (bpf_prog_calc_tag(func[i]))
13543                         goto out_free;
13544                 func[i]->is_func = 1;
13545                 func[i]->aux->func_idx = i;
13546                 /* Below members will be freed only at prog->aux */
13547                 func[i]->aux->btf = prog->aux->btf;
13548                 func[i]->aux->func_info = prog->aux->func_info;
13549                 func[i]->aux->poke_tab = prog->aux->poke_tab;
13550                 func[i]->aux->size_poke_tab = prog->aux->size_poke_tab;
13551
13552                 for (j = 0; j < prog->aux->size_poke_tab; j++) {
13553                         struct bpf_jit_poke_descriptor *poke;
13554
13555                         poke = &prog->aux->poke_tab[j];
13556                         if (poke->insn_idx < subprog_end &&
13557                             poke->insn_idx >= subprog_start)
13558                                 poke->aux = func[i]->aux;
13559                 }
13560
13561                 /* Use bpf_prog_F_tag to indicate functions in stack traces.
13562                  * Long term would need debug info to populate names
13563                  */
13564                 func[i]->aux->name[0] = 'F';
13565                 func[i]->aux->stack_depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
13566                 func[i]->jit_requested = 1;
13567                 func[i]->blinding_requested = prog->blinding_requested;
13568                 func[i]->aux->kfunc_tab = prog->aux->kfunc_tab;
13569                 func[i]->aux->kfunc_btf_tab = prog->aux->kfunc_btf_tab;
13570                 func[i]->aux->linfo = prog->aux->linfo;
13571                 func[i]->aux->nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
13572                 func[i]->aux->jited_linfo = prog->aux->jited_linfo;
13573                 func[i]->aux->linfo_idx = env->subprog_info[i].linfo_idx;
13574                 num_exentries = 0;
13575                 insn = func[i]->insnsi;
13576                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
13577                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
13578                             BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM)
13579                                 num_exentries++;
13580                 }
13581                 func[i]->aux->num_exentries = num_exentries;
13582                 func[i]->aux->tail_call_reachable = env->subprog_info[i].tail_call_reachable;
13583                 func[i] = bpf_int_jit_compile(func[i]);
13584                 if (!func[i]->jited) {
13585                         err = -ENOTSUPP;
13586                         goto out_free;
13587                 }
13588                 cond_resched();
13589         }
13590
13591         /* at this point all bpf functions were successfully JITed
13592          * now populate all bpf_calls with correct addresses and
13593          * run last pass of JIT
13594          */
13595         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
13596                 insn = func[i]->insnsi;
13597                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
13598                         if (bpf_pseudo_func(insn)) {
13599                                 subprog = insn->off;
13600                                 insn[0].imm = (u32)(long)func[subprog]->bpf_func;
13601                                 insn[1].imm = ((u64)(long)func[subprog]->bpf_func) >> 32;
13602                                 continue;
13603                         }
13604                         if (!bpf_pseudo_call(insn))
13605                                 continue;
13606                         subprog = insn->off;
13607                         insn->imm = BPF_CALL_IMM(func[subprog]->bpf_func);
13608                 }
13609
13610                 /* we use the aux data to keep a list of the start addresses
13611                  * of the JITed images for each function in the program
13612                  *
13613                  * for some architectures, such as powerpc64, the imm field
13614                  * might not be large enough to hold the offset of the start
13615                  * address of the callee's JITed image from __bpf_call_base
13616                  *
13617                  * in such cases, we can lookup the start address of a callee
13618                  * by using its subprog id, available from the off field of
13619                  * the call instruction, as an index for this list
13620                  */
13621                 func[i]->aux->func = func;
13622                 func[i]->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
13623         }
13624         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
13625                 old_bpf_func = func[i]->bpf_func;
13626                 tmp = bpf_int_jit_compile(func[i]);
13627                 if (tmp != func[i] || func[i]->bpf_func != old_bpf_func) {
13628                         verbose(env, "JIT doesn't support bpf-to-bpf calls\n");
13629                         err = -ENOTSUPP;
13630                         goto out_free;
13631                 }
13632                 cond_resched();
13633         }
13634
13635         /* finally lock prog and jit images for all functions and
13636          * populate kallsysm
13637          */
13638         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
13639                 bpf_prog_lock_ro(func[i]);
13640                 bpf_prog_kallsyms_add(func[i]);
13641         }
13642
13643         /* Last step: make now unused interpreter insns from main
13644          * prog consistent for later dump requests, so they can
13645          * later look the same as if they were interpreted only.
13646          */
13647         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
13648                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
13649                         insn[0].imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
13650                         insn[1].imm = insn->off;
13651                         insn->off = 0;
13652                         continue;
13653                 }
13654                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
13655                         continue;
13656                 insn->off = env->insn_aux_data[i].call_imm;
13657                 subprog = find_subprog(env, i + insn->off + 1);
13658                 insn->imm = subprog;
13659         }
13660
13661         prog->jited = 1;
13662         prog->bpf_func = func[0]->bpf_func;
13663         prog->jited_len = func[0]->jited_len;
13664         prog->aux->func = func;
13665         prog->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
13666         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
13667         return 0;
13668 out_free:
13669         /* We failed JIT'ing, so at this point we need to unregister poke
13670          * descriptors from subprogs, so that kernel is not attempting to
13671          * patch it anymore as we're freeing the subprog JIT memory.
13672          */
13673         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
13674                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
13675                 map_ptr->ops->map_poke_untrack(map_ptr, prog->aux);
13676         }
13677         /* At this point we're guaranteed that poke descriptors are not
13678          * live anymore. We can just unlink its descriptor table as it's
13679          * released with the main prog.
13680          */
13681         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
13682                 if (!func[i])
13683                         continue;
13684                 func[i]->aux->poke_tab = NULL;
13685                 bpf_jit_free(func[i]);
13686         }
13687         kfree(func);
13688 out_undo_insn:
13689         /* cleanup main prog to be interpreted */
13690         prog->jit_requested = 0;
13691         prog->blinding_requested = 0;
13692         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
13693                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
13694                         continue;
13695                 insn->off = 0;
13696                 insn->imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
13697         }
13698         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
13699         return err;
13700 }
13701
13702 static int fixup_call_args(struct bpf_verifier_env *env)
13703 {
13704 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
13705         struct bpf_prog *prog = env->prog;
13706         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
13707         bool has_kfunc_call = bpf_prog_has_kfunc_call(prog);
13708         int i, depth;
13709 #endif
13710         int err = 0;
13711
13712         if (env->prog->jit_requested &&
13713             !bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
13714                 err = jit_subprogs(env);
13715                 if (err == 0)
13716                         return 0;
13717                 if (err == -EFAULT)
13718                         return err;
13719         }
13720 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
13721         if (has_kfunc_call) {
13722                 verbose(env, "calling kernel functions are not allowed in non-JITed programs\n");
13723                 return -EINVAL;
13724         }
13725         if (env->subprog_cnt > 1 && env->prog->aux->tail_call_reachable) {
13726                 /* When JIT fails the progs with bpf2bpf calls and tail_calls
13727                  * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
13728                  */
13729                 verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
13730                 return -EINVAL;
13731         }
13732         for (i = 0; i < prog->len; i++, insn++) {
13733                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
13734                         /* When JIT fails the progs with callback calls
13735                          * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
13736                          */
13737                         verbose(env, "callbacks are not allowed in non-JITed programs\n");
13738                         return -EINVAL;
13739                 }
13740
13741                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
13742                         continue;
13743                 depth = get_callee_stack_depth(env, insn, i);
13744                 if (depth < 0)
13745                         return depth;
13746                 bpf_patch_call_args(insn, depth);
13747         }
13748         err = 0;
13749 #endif
13750         return err;
13751 }
13752
13753 static int fixup_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env,
13754                             struct bpf_insn *insn)
13755 {
13756         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
13757
13758         if (!insn->imm) {
13759                 verbose(env, "invalid kernel function call not eliminated in verifier pass\n");
13760                 return -EINVAL;
13761         }
13762
13763         /* insn->imm has the btf func_id. Replace it with
13764          * an address (relative to __bpf_base_call).
13765          */
13766         desc = find_kfunc_desc(env->prog, insn->imm, insn->off);
13767         if (!desc) {
13768                 verbose(env, "verifier internal error: kernel function descriptor not found for func_id %u\n",
13769                         insn->imm);
13770                 return -EFAULT;
13771         }
13772
13773         insn->imm = desc->imm;
13774
13775         return 0;
13776 }
13777
13778 /* Do various post-verification rewrites in a single program pass.
13779  * These rewrites simplify JIT and interpreter implementations.
13780  */
13781 static int do_misc_fixups(struct bpf_verifier_env *env)
13782 {
13783         struct bpf_prog *prog = env->prog;
13784         enum bpf_attach_type eatype = prog->expected_attach_type;
13785         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
13786         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
13787         const struct bpf_func_proto *fn;
13788         const int insn_cnt = prog->len;
13789         const struct bpf_map_ops *ops;
13790         struct bpf_insn_aux_data *aux;
13791         struct bpf_insn insn_buf[16];
13792         struct bpf_prog *new_prog;
13793         struct bpf_map *map_ptr;
13794         int i, ret, cnt, delta = 0;
13795
13796         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
13797                 /* Make divide-by-zero exceptions impossible. */
13798                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X) ||
13799                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
13800                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X) ||
13801                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
13802                         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
13803                         bool isdiv = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV;
13804                         struct bpf_insn *patchlet;
13805                         struct bpf_insn chk_and_div[] = {
13806                                 /* [R,W]x div 0 -> 0 */
13807                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
13808                                              BPF_JNE | BPF_K, insn->src_reg,
13809                                              0, 2, 0),
13810                                 BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
13811                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
13812                                 *insn,
13813                         };
13814                         struct bpf_insn chk_and_mod[] = {
13815                                 /* [R,W]x mod 0 -> [R,W]x */
13816                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
13817                                              BPF_JEQ | BPF_K, insn->src_reg,
13818                                              0, 1 + (is64 ? 0 : 1), 0),
13819                                 *insn,
13820                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
13821                                 BPF_MOV32_REG(insn->dst_reg, insn->dst_reg),
13822                         };
13823
13824                         patchlet = isdiv ? chk_and_div : chk_and_mod;
13825                         cnt = isdiv ? ARRAY_SIZE(chk_and_div) :
13826                                       ARRAY_SIZE(chk_and_mod) - (is64 ? 2 : 0);
13827
13828                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
13829                         if (!new_prog)
13830                                 return -ENOMEM;
13831
13832                         delta    += cnt - 1;
13833                         env->prog = prog = new_prog;
13834                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
13835                         continue;
13836                 }
13837
13838                 /* Implement LD_ABS and LD_IND with a rewrite, if supported by the program type. */
13839                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LD &&
13840                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS ||
13841                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)) {
13842                         cnt = env->ops->gen_ld_abs(insn, insn_buf);
13843                         if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
13844                                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
13845                                 return -EINVAL;
13846                         }
13847
13848                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
13849                         if (!new_prog)
13850                                 return -ENOMEM;
13851
13852                         delta    += cnt - 1;
13853                         env->prog = prog = new_prog;
13854                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
13855                         continue;
13856                 }
13857
13858                 /* Rewrite pointer arithmetic to mitigate speculation attacks. */
13859                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X) ||
13860                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X)) {
13861                         const u8 code_add = BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X;
13862                         const u8 code_sub = BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X;
13863                         struct bpf_insn *patch = &insn_buf[0];
13864                         bool issrc, isneg, isimm;
13865                         u32 off_reg;
13866
13867                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
13868                         if (!aux->alu_state ||
13869                             aux->alu_state == BPF_ALU_NON_POINTER)
13870                                 continue;
13871
13872                         isneg = aux->alu_state & BPF_ALU_NEG_VALUE;
13873                         issrc = (aux->alu_state & BPF_ALU_SANITIZE) ==
13874                                 BPF_ALU_SANITIZE_SRC;
13875                         isimm = aux->alu_state & BPF_ALU_IMMEDIATE;
13876
13877                         off_reg = issrc ? insn->src_reg : insn->dst_reg;
13878                         if (isimm) {
13879                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
13880                         } else {
13881                                 if (isneg)
13882                                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
13883                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
13884                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_SUB, BPF_REG_AX, off_reg);
13885                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, BPF_REG_AX, off_reg);
13886                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_NEG, BPF_REG_AX, 0);
13887                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ARSH, BPF_REG_AX, 63);
13888                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, BPF_REG_AX, off_reg);
13889                         }
13890                         if (!issrc)
13891                                 *patch++ = BPF_MOV64_REG(insn->dst_reg, insn->src_reg);
13892                         insn->src_reg = BPF_REG_AX;
13893                         if (isneg)
13894                                 insn->code = insn->code == code_add ?
13895                                              code_sub : code_add;
13896                         *patch++ = *insn;
13897                         if (issrc && isneg && !isimm)
13898                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
13899                         cnt = patch - insn_buf;
13900
13901                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
13902                         if (!new_prog)
13903                                 return -ENOMEM;
13904
13905                         delta    += cnt - 1;
13906                         env->prog = prog = new_prog;
13907                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
13908                         continue;
13909                 }
13910
13911                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
13912                         continue;
13913                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
13914                         continue;
13915                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
13916                         ret = fixup_kfunc_call(env, insn);
13917                         if (ret)
13918                                 return ret;
13919                         continue;
13920                 }
13921
13922                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_route_realm)
13923                         prog->dst_needed = 1;
13924                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_prandom_u32)
13925                         bpf_user_rnd_init_once();
13926                 if (insn->imm == BPF_FUNC_override_return)
13927                         prog->kprobe_override = 1;
13928                 if (insn->imm == BPF_FUNC_tail_call) {
13929                         /* If we tail call into other programs, we
13930                          * cannot make any assumptions since they can
13931                          * be replaced dynamically during runtime in
13932                          * the program array.
13933                          */
13934                         prog->cb_access = 1;
13935                         if (!allow_tail_call_in_subprogs(env))
13936                                 prog->aux->stack_depth = MAX_BPF_STACK;
13937                         prog->aux->max_pkt_offset = MAX_PACKET_OFF;
13938
13939                         /* mark bpf_tail_call as different opcode to avoid
13940                          * conditional branch in the interpreter for every normal
13941                          * call and to prevent accidental JITing by JIT compiler
13942                          * that doesn't support bpf_tail_call yet
13943                          */
13944                         insn->imm = 0;
13945                         insn->code = BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL;
13946
13947                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
13948                         if (env->bpf_capable && !prog->blinding_requested &&
13949                             prog->jit_requested &&
13950                             !bpf_map_key_poisoned(aux) &&
13951                             !bpf_map_ptr_poisoned(aux) &&
13952                             !bpf_map_ptr_unpriv(aux)) {
13953                                 struct bpf_jit_poke_descriptor desc = {
13954                                         .reason = BPF_POKE_REASON_TAIL_CALL,
13955                                         .tail_call.map = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state),
13956                                         .tail_call.key = bpf_map_key_immediate(aux),
13957                                         .insn_idx = i + delta,
13958                                 };
13959
13960                                 ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(prog, &desc);
13961                                 if (ret < 0) {
13962                                         verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
13963                                         return ret;
13964                                 }
13965
13966                                 insn->imm = ret + 1;
13967                                 continue;
13968                         }
13969
13970                         if (!bpf_map_ptr_unpriv(aux))
13971                                 continue;
13972
13973                         /* instead of changing every JIT dealing with tail_call
13974                          * emit two extra insns:
13975                          * if (index >= max_entries) goto out;
13976                          * index &= array->index_mask;
13977                          * to avoid out-of-bounds cpu speculation
13978                          */
13979                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux)) {
13980                                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
13981                                 return -EINVAL;
13982                         }
13983
13984                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
13985                         insn_buf[0] = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, BPF_REG_3,
13986                                                   map_ptr->max_entries, 2);
13987                         insn_buf[1] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, BPF_REG_3,
13988                                                     container_of(map_ptr,
13989                                                                  struct bpf_array,
13990                                                                  map)->index_mask);
13991                         insn_buf[2] = *insn;
13992                         cnt = 3;
13993                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
13994                         if (!new_prog)
13995                                 return -ENOMEM;
13996
13997                         delta    += cnt - 1;
13998                         env->prog = prog = new_prog;
13999                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14000                         continue;
14001                 }
14002
14003                 if (insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
14004                         /* The verifier will process callback_fn as many times as necessary
14005                          * with different maps and the register states prepared by
14006                          * set_timer_callback_state will be accurate.
14007                          *
14008                          * The following use case is valid:
14009                          *   map1 is shared by prog1, prog2, prog3.
14010                          *   prog1 calls bpf_timer_init for some map1 elements
14011                          *   prog2 calls bpf_timer_set_callback for some map1 elements.
14012                          *     Those that were not bpf_timer_init-ed will return -EINVAL.
14013                          *   prog3 calls bpf_timer_start for some map1 elements.
14014                          *     Those that were not both bpf_timer_init-ed and
14015                          *     bpf_timer_set_callback-ed will return -EINVAL.
14016                          */
14017                         struct bpf_insn ld_addrs[2] = {
14018                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_3, (long)prog->aux),
14019                         };
14020
14021                         insn_buf[0] = ld_addrs[0];
14022                         insn_buf[1] = ld_addrs[1];
14023                         insn_buf[2] = *insn;
14024                         cnt = 3;
14025
14026                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
14027                         if (!new_prog)
14028                                 return -ENOMEM;
14029
14030                         delta    += cnt - 1;
14031                         env->prog = prog = new_prog;
14032                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14033                         goto patch_call_imm;
14034                 }
14035
14036                 if (insn->imm == BPF_FUNC_task_storage_get ||
14037                     insn->imm == BPF_FUNC_sk_storage_get ||
14038                     insn->imm == BPF_FUNC_inode_storage_get) {
14039                         if (env->prog->aux->sleepable)
14040                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_KERNEL);
14041                         else
14042                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_ATOMIC);
14043                         insn_buf[1] = *insn;
14044                         cnt = 2;
14045
14046                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
14047                         if (!new_prog)
14048                                 return -ENOMEM;
14049
14050                         delta += cnt - 1;
14051                         env->prog = prog = new_prog;
14052                         insn = new_prog->insnsi + i + delta;
14053                         goto patch_call_imm;
14054                 }
14055
14056                 /* BPF_EMIT_CALL() assumptions in some of the map_gen_lookup
14057                  * and other inlining handlers are currently limited to 64 bit
14058                  * only.
14059                  */
14060                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
14061                     (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
14062                      insn->imm == BPF_FUNC_map_update_elem ||
14063                      insn->imm == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
14064                      insn->imm == BPF_FUNC_map_push_elem   ||
14065                      insn->imm == BPF_FUNC_map_pop_elem    ||
14066                      insn->imm == BPF_FUNC_map_peek_elem   ||
14067                      insn->imm == BPF_FUNC_redirect_map    ||
14068                      insn->imm == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
14069                      insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)) {
14070                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
14071                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux))
14072                                 goto patch_call_imm;
14073
14074                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
14075                         ops = map_ptr->ops;
14076                         if (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
14077                             ops->map_gen_lookup) {
14078                                 cnt = ops->map_gen_lookup(map_ptr, insn_buf);
14079                                 if (cnt == -EOPNOTSUPP)
14080                                         goto patch_map_ops_generic;
14081                                 if (cnt <= 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
14082                                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14083                                         return -EINVAL;
14084                                 }
14085
14086                                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta,
14087                                                                insn_buf, cnt);
14088                                 if (!new_prog)
14089                                         return -ENOMEM;
14090
14091                                 delta    += cnt - 1;
14092                                 env->prog = prog = new_prog;
14093                                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14094                                 continue;
14095                         }
14096
14097                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_elem,
14098                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
14099                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_delete_elem,
14100                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
14101                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_update_elem,
14102                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
14103                                               u64 flags))NULL));
14104                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_push_elem,
14105                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value,
14106                                               u64 flags))NULL));
14107                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_pop_elem,
14108                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
14109                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_peek_elem,
14110                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
14111                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_redirect,
14112                                      (int (*)(struct bpf_map *map, u32 ifindex, u64 flags))NULL));
14113                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_for_each_callback,
14114                                      (int (*)(struct bpf_map *map,
14115                                               bpf_callback_t callback_fn,
14116                                               void *callback_ctx,
14117                                               u64 flags))NULL));
14118                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_percpu_elem,
14119                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key, u32 cpu))NULL));
14120
14121 patch_map_ops_generic:
14122                         switch (insn->imm) {
14123                         case BPF_FUNC_map_lookup_elem:
14124                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_elem);
14125                                 continue;
14126                         case BPF_FUNC_map_update_elem:
14127                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_update_elem);
14128                                 continue;
14129                         case BPF_FUNC_map_delete_elem:
14130                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_delete_elem);
14131                                 continue;
14132                         case BPF_FUNC_map_push_elem:
14133                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_push_elem);
14134                                 continue;
14135                         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
14136                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_pop_elem);
14137                                 continue;
14138                         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
14139                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_peek_elem);
14140                                 continue;
14141                         case BPF_FUNC_redirect_map:
14142                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_redirect);
14143                                 continue;
14144                         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
14145                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_for_each_callback);
14146                                 continue;
14147                         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
14148                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_percpu_elem);
14149                                 continue;
14150                         }
14151
14152                         goto patch_call_imm;
14153                 }
14154
14155                 /* Implement bpf_jiffies64 inline. */
14156                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
14157                     insn->imm == BPF_FUNC_jiffies64) {
14158                         struct bpf_insn ld_jiffies_addr[2] = {
14159                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_0,
14160                                              (unsigned long)&jiffies),
14161                         };
14162
14163                         insn_buf[0] = ld_jiffies_addr[0];
14164                         insn_buf[1] = ld_jiffies_addr[1];
14165                         insn_buf[2] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0,
14166                                                   BPF_REG_0, 0);
14167                         cnt = 3;
14168
14169                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf,
14170                                                        cnt);
14171                         if (!new_prog)
14172                                 return -ENOMEM;
14173
14174                         delta    += cnt - 1;
14175                         env->prog = prog = new_prog;
14176                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14177                         continue;
14178                 }
14179
14180                 /* Implement bpf_get_func_arg inline. */
14181                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
14182                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg) {
14183                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
14184                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
14185                         insn_buf[1] = BPF_JMP32_REG(BPF_JGE, BPF_REG_2, BPF_REG_0, 6);
14186                         insn_buf[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_2, 3);
14187                         insn_buf[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_2, BPF_REG_1);
14188                         insn_buf[4] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_2, 0);
14189                         insn_buf[5] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
14190                         insn_buf[6] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
14191                         insn_buf[7] = BPF_JMP_A(1);
14192                         insn_buf[8] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EINVAL);
14193                         cnt = 9;
14194
14195                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
14196                         if (!new_prog)
14197                                 return -ENOMEM;
14198
14199                         delta    += cnt - 1;
14200                         env->prog = prog = new_prog;
14201                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14202                         continue;
14203                 }
14204
14205                 /* Implement bpf_get_func_ret inline. */
14206                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
14207                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ret) {
14208                         if (eatype == BPF_TRACE_FEXIT ||
14209                             eatype == BPF_MODIFY_RETURN) {
14210                                 /* Load nr_args from ctx - 8 */
14211                                 insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
14212                                 insn_buf[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_0, 3);
14213                                 insn_buf[2] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_0, BPF_REG_1);
14214                                 insn_buf[3] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
14215                                 insn_buf[4] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_2, BPF_REG_3, 0);
14216                                 insn_buf[5] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
14217                                 cnt = 6;
14218                         } else {
14219                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EOPNOTSUPP);
14220                                 cnt = 1;
14221                         }
14222
14223                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
14224                         if (!new_prog)
14225                                 return -ENOMEM;
14226
14227                         delta    += cnt - 1;
14228                         env->prog = prog = new_prog;
14229                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14230                         continue;
14231                 }
14232
14233                 /* Implement get_func_arg_cnt inline. */
14234                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
14235                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg_cnt) {
14236                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
14237                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
14238
14239                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
14240                         if (!new_prog)
14241                                 return -ENOMEM;
14242
14243                         env->prog = prog = new_prog;
14244                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14245                         continue;
14246                 }
14247
14248                 /* Implement bpf_get_func_ip inline. */
14249                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
14250                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ip) {
14251                         /* Load IP address from ctx - 16 */
14252                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -16);
14253
14254                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
14255                         if (!new_prog)
14256                                 return -ENOMEM;
14257
14258                         env->prog = prog = new_prog;
14259                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14260                         continue;
14261                 }
14262
14263 patch_call_imm:
14264                 fn = env->ops->get_func_proto(insn->imm, env->prog);
14265                 /* all functions that have prototype and verifier allowed
14266                  * programs to call them, must be real in-kernel functions
14267                  */
14268                 if (!fn->func) {
14269                         verbose(env,
14270                                 "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
14271                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
14272                         return -EFAULT;
14273                 }
14274                 insn->imm = fn->func - __bpf_call_base;
14275         }
14276
14277         /* Since poke tab is now finalized, publish aux to tracker. */
14278         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
14279                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
14280                 if (!map_ptr->ops->map_poke_track ||
14281                     !map_ptr->ops->map_poke_untrack ||
14282                     !map_ptr->ops->map_poke_run) {
14283                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14284                         return -EINVAL;
14285                 }
14286
14287                 ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, prog->aux);
14288                 if (ret < 0) {
14289                         verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
14290                         return ret;
14291                 }
14292         }
14293
14294         sort_kfunc_descs_by_imm(env->prog);
14295
14296         return 0;
14297 }
14298
14299 static void free_states(struct bpf_verifier_env *env)
14300 {
14301         struct bpf_verifier_state_list *sl, *sln;
14302         int i;
14303
14304         sl = env->free_list;
14305         while (sl) {
14306                 sln = sl->next;
14307                 free_verifier_state(&sl->state, false);
14308                 kfree(sl);
14309                 sl = sln;
14310         }
14311         env->free_list = NULL;
14312
14313         if (!env->explored_states)
14314                 return;
14315
14316         for (i = 0; i < state_htab_size(env); i++) {
14317                 sl = env->explored_states[i];
14318
14319                 while (sl) {
14320                         sln = sl->next;
14321                         free_verifier_state(&sl->state, false);
14322                         kfree(sl);
14323                         sl = sln;
14324                 }
14325                 env->explored_states[i] = NULL;
14326         }
14327 }
14328
14329 static int do_check_common(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
14330 {
14331         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
14332         struct bpf_verifier_state *state;
14333         struct bpf_reg_state *regs;
14334         int ret, i;
14335
14336         env->prev_linfo = NULL;
14337         env->pass_cnt++;
14338
14339         state = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state), GFP_KERNEL);
14340         if (!state)
14341                 return -ENOMEM;
14342         state->curframe = 0;
14343         state->speculative = false;
14344         state->branches = 1;
14345         state->frame[0] = kzalloc(sizeof(struct bpf_func_state), GFP_KERNEL);
14346         if (!state->frame[0]) {
14347                 kfree(state);
14348                 return -ENOMEM;
14349         }
14350         env->cur_state = state;
14351         init_func_state(env, state->frame[0],
14352                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
14353                         0 /* frameno */,
14354                         subprog);
14355
14356         regs = state->frame[state->curframe]->regs;
14357         if (subprog || env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
14358                 ret = btf_prepare_func_args(env, subprog, regs);
14359                 if (ret)
14360                         goto out;
14361                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
14362                         if (regs[i].type == PTR_TO_CTX)
14363                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
14364                         else if (regs[i].type == SCALAR_VALUE)
14365                                 mark_reg_unknown(env, regs, i);
14366                         else if (base_type(regs[i].type) == PTR_TO_MEM) {
14367                                 const u32 mem_size = regs[i].mem_size;
14368
14369                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
14370                                 regs[i].mem_size = mem_size;
14371                                 regs[i].id = ++env->id_gen;
14372                         }
14373                 }
14374         } else {
14375                 /* 1st arg to a function */
14376                 regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_CTX;
14377                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_1);
14378                 ret = btf_check_subprog_arg_match(env, subprog, regs);
14379                 if (ret == -EFAULT)
14380                         /* unlikely verifier bug. abort.
14381                          * ret == 0 and ret < 0 are sadly acceptable for
14382                          * main() function due to backward compatibility.
14383                          * Like socket filter program may be written as:
14384                          * int bpf_prog(struct pt_regs *ctx)
14385                          * and never dereference that ctx in the program.
14386                          * 'struct pt_regs' is a type mismatch for socket
14387                          * filter that should be using 'struct __sk_buff'.
14388                          */
14389                         goto out;
14390         }
14391
14392         ret = do_check(env);
14393 out:
14394         /* check for NULL is necessary, since cur_state can be freed inside
14395          * do_check() under memory pressure.
14396          */
14397         if (env->cur_state) {
14398                 free_verifier_state(env->cur_state, true);
14399                 env->cur_state = NULL;
14400         }
14401         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
14402         if (!ret && pop_log)
14403                 bpf_vlog_reset(&env->log, 0);
14404         free_states(env);
14405         return ret;
14406 }
14407
14408 /* Verify all global functions in a BPF program one by one based on their BTF.
14409  * All global functions must pass verification. Otherwise the whole program is rejected.
14410  * Consider:
14411  * int bar(int);
14412  * int foo(int f)
14413  * {
14414  *    return bar(f);
14415  * }
14416  * int bar(int b)
14417  * {
14418  *    ...
14419  * }
14420  * foo() will be verified first for R1=any_scalar_value. During verification it
14421  * will be assumed that bar() already verified successfully and call to bar()
14422  * from foo() will be checked for type match only. Later bar() will be verified
14423  * independently to check that it's safe for R1=any_scalar_value.
14424  */
14425 static int do_check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
14426 {
14427         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
14428         int i, ret;
14429
14430         if (!aux->func_info)
14431                 return 0;
14432
14433         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
14434                 if (aux->func_info_aux[i].linkage != BTF_FUNC_GLOBAL)
14435                         continue;
14436                 env->insn_idx = env->subprog_info[i].start;
14437                 WARN_ON_ONCE(env->insn_idx == 0);
14438                 ret = do_check_common(env, i);
14439                 if (ret) {
14440                         return ret;
14441                 } else if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
14442                         verbose(env,
14443                                 "Func#%d is safe for any args that match its prototype\n",
14444                                 i);
14445                 }
14446         }
14447         return 0;
14448 }
14449
14450 static int do_check_main(struct bpf_verifier_env *env)
14451 {
14452         int ret;
14453
14454         env->insn_idx = 0;
14455         ret = do_check_common(env, 0);
14456         if (!ret)
14457                 env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
14458         return ret;
14459 }
14460
14461
14462 static void print_verification_stats(struct bpf_verifier_env *env)
14463 {
14464         int i;
14465
14466         if (env->log.level & BPF_LOG_STATS) {
14467                 verbose(env, "verification time %lld usec\n",
14468                         div_u64(env->verification_time, 1000));
14469                 verbose(env, "stack depth ");
14470                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
14471                         u32 depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
14472
14473                         verbose(env, "%d", depth);
14474                         if (i + 1 < env->subprog_cnt)
14475                                 verbose(env, "+");
14476                 }
14477                 verbose(env, "\n");
14478         }
14479         verbose(env, "processed %d insns (limit %d) max_states_per_insn %d "
14480                 "total_states %d peak_states %d mark_read %d\n",
14481                 env->insn_processed, BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS,
14482                 env->max_states_per_insn, env->total_states,
14483                 env->peak_states, env->longest_mark_read_walk);
14484 }
14485
14486 static int check_struct_ops_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
14487 {
14488         const struct btf_type *t, *func_proto;
14489         const struct bpf_struct_ops *st_ops;
14490         const struct btf_member *member;
14491         struct bpf_prog *prog = env->prog;
14492         u32 btf_id, member_idx;
14493         const char *mname;
14494
14495         if (!prog->gpl_compatible) {
14496                 verbose(env, "struct ops programs must have a GPL compatible license\n");
14497                 return -EINVAL;
14498         }
14499
14500         btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
14501         st_ops = bpf_struct_ops_find(btf_id);
14502         if (!st_ops) {
14503                 verbose(env, "attach_btf_id %u is not a supported struct\n",
14504                         btf_id);
14505                 return -ENOTSUPP;
14506         }
14507
14508         t = st_ops->type;
14509         member_idx = prog->expected_attach_type;
14510         if (member_idx >= btf_type_vlen(t)) {
14511                 verbose(env, "attach to invalid member idx %u of struct %s\n",
14512                         member_idx, st_ops->name);
14513                 return -EINVAL;
14514         }
14515
14516         member = &btf_type_member(t)[member_idx];
14517         mname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, member->name_off);
14518         func_proto = btf_type_resolve_func_ptr(btf_vmlinux, member->type,
14519                                                NULL);
14520         if (!func_proto) {
14521                 verbose(env, "attach to invalid member %s(@idx %u) of struct %s\n",
14522                         mname, member_idx, st_ops->name);
14523                 return -EINVAL;
14524         }
14525
14526         if (st_ops->check_member) {
14527                 int err = st_ops->check_member(t, member);
14528
14529                 if (err) {
14530                         verbose(env, "attach to unsupported member %s of struct %s\n",
14531                                 mname, st_ops->name);
14532                         return err;
14533                 }
14534         }
14535
14536         prog->aux->attach_func_proto = func_proto;
14537         prog->aux->attach_func_name = mname;
14538         env->ops = st_ops->verifier_ops;
14539
14540         return 0;
14541 }
14542 #define SECURITY_PREFIX "security_"
14543
14544 static int check_attach_modify_return(unsigned long addr, const char *func_name)
14545 {
14546         if (within_error_injection_list(addr) ||
14547             !strncmp(SECURITY_PREFIX, func_name, sizeof(SECURITY_PREFIX) - 1))
14548                 return 0;
14549
14550         return -EINVAL;
14551 }
14552
14553 /* list of non-sleepable functions that are otherwise on
14554  * ALLOW_ERROR_INJECTION list
14555  */
14556 BTF_SET_START(btf_non_sleepable_error_inject)
14557 /* Three functions below can be called from sleepable and non-sleepable context.
14558  * Assume non-sleepable from bpf safety point of view.
14559  */
14560 BTF_ID(func, __filemap_add_folio)
14561 BTF_ID(func, should_fail_alloc_page)
14562 BTF_ID(func, should_failslab)
14563 BTF_SET_END(btf_non_sleepable_error_inject)
14564
14565 static int check_non_sleepable_error_inject(u32 btf_id)
14566 {
14567         return btf_id_set_contains(&btf_non_sleepable_error_inject, btf_id);
14568 }
14569
14570 int bpf_check_attach_target(struct bpf_verifier_log *log,
14571                             const struct bpf_prog *prog,
14572                             const struct bpf_prog *tgt_prog,
14573                             u32 btf_id,
14574                             struct bpf_attach_target_info *tgt_info)
14575 {
14576         bool prog_extension = prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT;
14577         const char prefix[] = "btf_trace_";
14578         int ret = 0, subprog = -1, i;
14579         const struct btf_type *t;
14580         bool conservative = true;
14581         const char *tname;
14582         struct btf *btf;
14583         long addr = 0;
14584
14585         if (!btf_id) {
14586                 bpf_log(log, "Tracing programs must provide btf_id\n");
14587                 return -EINVAL;
14588         }
14589         btf = tgt_prog ? tgt_prog->aux->btf : prog->aux->attach_btf;
14590         if (!btf) {
14591                 bpf_log(log,
14592                         "FENTRY/FEXIT program can only be attached to another program annotated with BTF\n");
14593                 return -EINVAL;
14594         }
14595         t = btf_type_by_id(btf, btf_id);
14596         if (!t) {
14597                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u is invalid\n", btf_id);
14598                 return -EINVAL;
14599         }
14600         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
14601         if (!tname) {
14602                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u doesn't have a name\n", btf_id);
14603                 return -EINVAL;
14604         }
14605         if (tgt_prog) {
14606                 struct bpf_prog_aux *aux = tgt_prog->aux;
14607
14608                 for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++)
14609                         if (aux->func_info[i].type_id == btf_id) {
14610                                 subprog = i;
14611                                 break;
14612                         }
14613                 if (subprog == -1) {
14614                         bpf_log(log, "Subprog %s doesn't exist\n", tname);
14615                         return -EINVAL;
14616                 }
14617                 conservative = aux->func_info_aux[subprog].unreliable;
14618                 if (prog_extension) {
14619                         if (conservative) {
14620                                 bpf_log(log,
14621                                         "Cannot replace static functions\n");
14622                                 return -EINVAL;
14623                         }
14624                         if (!prog->jit_requested) {
14625                                 bpf_log(log,
14626                                         "Extension programs should be JITed\n");
14627                                 return -EINVAL;
14628                         }
14629                 }
14630                 if (!tgt_prog->jited) {
14631                         bpf_log(log, "Can attach to only JITed progs\n");
14632                         return -EINVAL;
14633                 }
14634                 if (tgt_prog->type == prog->type) {
14635                         /* Cannot fentry/fexit another fentry/fexit program.
14636                          * Cannot attach program extension to another extension.
14637                          * It's ok to attach fentry/fexit to extension program.
14638                          */
14639                         bpf_log(log, "Cannot recursively attach\n");
14640                         return -EINVAL;
14641                 }
14642                 if (tgt_prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
14643                     prog_extension &&
14644                     (tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FENTRY ||
14645                      tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FEXIT)) {
14646                         /* Program extensions can extend all program types
14647                          * except fentry/fexit. The reason is the following.
14648                          * The fentry/fexit programs are used for performance
14649                          * analysis, stats and can be attached to any program
14650                          * type except themselves. When extension program is
14651                          * replacing XDP function it is necessary to allow
14652                          * performance analysis of all functions. Both original
14653                          * XDP program and its program extension. Hence
14654                          * attaching fentry/fexit to BPF_PROG_TYPE_EXT is
14655                          * allowed. If extending of fentry/fexit was allowed it
14656                          * would be possible to create long call chain
14657                          * fentry->extension->fentry->extension beyond
14658                          * reasonable stack size. Hence extending fentry is not
14659                          * allowed.
14660                          */
14661                         bpf_log(log, "Cannot extend fentry/fexit\n");
14662                         return -EINVAL;
14663                 }
14664         } else {
14665                 if (prog_extension) {
14666                         bpf_log(log, "Cannot replace kernel functions\n");
14667                         return -EINVAL;
14668                 }
14669         }
14670
14671         switch (prog->expected_attach_type) {
14672         case BPF_TRACE_RAW_TP:
14673                 if (tgt_prog) {
14674                         bpf_log(log,
14675                                 "Only FENTRY/FEXIT progs are attachable to another BPF prog\n");
14676                         return -EINVAL;
14677                 }
14678                 if (!btf_type_is_typedef(t)) {
14679                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a typedef\n",
14680                                 btf_id);
14681                         return -EINVAL;
14682                 }
14683                 if (strncmp(prefix, tname, sizeof(prefix) - 1)) {
14684                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u points to wrong type name %s\n",
14685                                 btf_id, tname);
14686                         return -EINVAL;
14687                 }
14688                 tname += sizeof(prefix) - 1;
14689                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
14690                 if (!btf_type_is_ptr(t))
14691                         /* should never happen in valid vmlinux build */
14692                         return -EINVAL;
14693                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
14694                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
14695                         /* should never happen in valid vmlinux build */
14696                         return -EINVAL;
14697
14698                 break;
14699         case BPF_TRACE_ITER:
14700                 if (!btf_type_is_func(t)) {
14701                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
14702                                 btf_id);
14703                         return -EINVAL;
14704                 }
14705                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
14706                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
14707                         return -EINVAL;
14708                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
14709                 if (ret)
14710                         return ret;
14711                 break;
14712         default:
14713                 if (!prog_extension)
14714                         return -EINVAL;
14715                 fallthrough;
14716         case BPF_MODIFY_RETURN:
14717         case BPF_LSM_MAC:
14718         case BPF_TRACE_FENTRY:
14719         case BPF_TRACE_FEXIT:
14720                 if (!btf_type_is_func(t)) {
14721                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
14722                                 btf_id);
14723                         return -EINVAL;
14724                 }
14725                 if (prog_extension &&
14726                     btf_check_type_match(log, prog, btf, t))
14727                         return -EINVAL;
14728                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
14729                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
14730                         return -EINVAL;
14731
14732                 if ((prog->aux->saved_dst_prog_type || prog->aux->saved_dst_attach_type) &&
14733                     (!tgt_prog || prog->aux->saved_dst_prog_type != tgt_prog->type ||
14734                      prog->aux->saved_dst_attach_type != tgt_prog->expected_attach_type))
14735                         return -EINVAL;
14736
14737                 if (tgt_prog && conservative)
14738                         t = NULL;
14739
14740                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
14741                 if (ret < 0)
14742                         return ret;
14743
14744                 if (tgt_prog) {
14745                         if (subprog == 0)
14746                                 addr = (long) tgt_prog->bpf_func;
14747                         else
14748                                 addr = (long) tgt_prog->aux->func[subprog]->bpf_func;
14749                 } else {
14750                         addr = kallsyms_lookup_name(tname);
14751                         if (!addr) {
14752                                 bpf_log(log,
14753                                         "The address of function %s cannot be found\n",
14754                                         tname);
14755                                 return -ENOENT;
14756                         }
14757                 }
14758
14759                 if (prog->aux->sleepable) {
14760                         ret = -EINVAL;
14761                         switch (prog->type) {
14762                         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
14763                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can be sleepable only if they are
14764                                  * attached to ALLOW_ERROR_INJECTION and are not in denylist.
14765                                  */
14766                                 if (!check_non_sleepable_error_inject(btf_id) &&
14767                                     within_error_injection_list(addr))
14768                                         ret = 0;
14769                                 break;
14770                         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
14771                                 /* LSM progs check that they are attached to bpf_lsm_*() funcs.
14772                                  * Only some of them are sleepable.
14773                                  */
14774                                 if (bpf_lsm_is_sleepable_hook(btf_id))
14775                                         ret = 0;
14776                                 break;
14777                         default:
14778                                 break;
14779                         }
14780                         if (ret) {
14781                                 bpf_log(log, "%s is not sleepable\n", tname);
14782                                 return ret;
14783                         }
14784                 } else if (prog->expected_attach_type == BPF_MODIFY_RETURN) {
14785                         if (tgt_prog) {
14786                                 bpf_log(log, "can't modify return codes of BPF programs\n");
14787                                 return -EINVAL;
14788                         }
14789                         ret = check_attach_modify_return(addr, tname);
14790                         if (ret) {
14791                                 bpf_log(log, "%s() is not modifiable\n", tname);
14792                                 return ret;
14793                         }
14794                 }
14795
14796                 break;
14797         }
14798         tgt_info->tgt_addr = addr;
14799         tgt_info->tgt_name = tname;
14800         tgt_info->tgt_type = t;
14801         return 0;
14802 }
14803
14804 BTF_SET_START(btf_id_deny)
14805 BTF_ID_UNUSED
14806 #ifdef CONFIG_SMP
14807 BTF_ID(func, migrate_disable)
14808 BTF_ID(func, migrate_enable)
14809 #endif
14810 #if !defined CONFIG_PREEMPT_RCU && !defined CONFIG_TINY_RCU
14811 BTF_ID(func, rcu_read_unlock_strict)
14812 #endif
14813 BTF_SET_END(btf_id_deny)
14814
14815 static int check_attach_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
14816 {
14817         struct bpf_prog *prog = env->prog;
14818         struct bpf_prog *tgt_prog = prog->aux->dst_prog;
14819         struct bpf_attach_target_info tgt_info = {};
14820         u32 btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
14821         struct bpf_trampoline *tr;
14822         int ret;
14823         u64 key;
14824
14825         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_SYSCALL) {
14826                 if (prog->aux->sleepable)
14827                         /* attach_btf_id checked to be zero already */
14828                         return 0;
14829                 verbose(env, "Syscall programs can only be sleepable\n");
14830                 return -EINVAL;
14831         }
14832
14833         if (prog->aux->sleepable && prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
14834             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM && prog->type != BPF_PROG_TYPE_KPROBE) {
14835                 verbose(env, "Only fentry/fexit/fmod_ret, lsm, and kprobe/uprobe programs can be sleepable\n");
14836                 return -EINVAL;
14837         }
14838
14839         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS)
14840                 return check_struct_ops_btf_id(env);
14841
14842         if (prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
14843             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM &&
14844             prog->type != BPF_PROG_TYPE_EXT)
14845                 return 0;
14846
14847         ret = bpf_check_attach_target(&env->log, prog, tgt_prog, btf_id, &tgt_info);
14848         if (ret)
14849                 return ret;
14850
14851         if (tgt_prog && prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
14852                 /* to make freplace equivalent to their targets, they need to
14853                  * inherit env->ops and expected_attach_type for the rest of the
14854                  * verification
14855                  */
14856                 env->ops = bpf_verifier_ops[tgt_prog->type];
14857                 prog->expected_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
14858         }
14859
14860         /* store info about the attachment target that will be used later */
14861         prog->aux->attach_func_proto = tgt_info.tgt_type;
14862         prog->aux->attach_func_name = tgt_info.tgt_name;
14863
14864         if (tgt_prog) {
14865                 prog->aux->saved_dst_prog_type = tgt_prog->type;
14866                 prog->aux->saved_dst_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
14867         }
14868
14869         if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_RAW_TP) {
14870                 prog->aux->attach_btf_trace = true;
14871                 return 0;
14872         } else if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_ITER) {
14873                 if (!bpf_iter_prog_supported(prog))
14874                         return -EINVAL;
14875                 return 0;
14876         }
14877
14878         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM) {
14879                 ret = bpf_lsm_verify_prog(&env->log, prog);
14880                 if (ret < 0)
14881                         return ret;
14882         } else if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
14883                    btf_id_set_contains(&btf_id_deny, btf_id)) {
14884                 return -EINVAL;
14885         }
14886
14887         key = bpf_trampoline_compute_key(tgt_prog, prog->aux->attach_btf, btf_id);
14888         tr = bpf_trampoline_get(key, &tgt_info);
14889         if (!tr)
14890                 return -ENOMEM;
14891
14892         prog->aux->dst_trampoline = tr;
14893         return 0;
14894 }
14895
14896 struct btf *bpf_get_btf_vmlinux(void)
14897 {
14898         if (!btf_vmlinux && IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_INFO_BTF)) {
14899                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
14900                 if (!btf_vmlinux)
14901                         btf_vmlinux = btf_parse_vmlinux();
14902                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
14903         }
14904         return btf_vmlinux;
14905 }
14906
14907 int bpf_check(struct bpf_prog **prog, union bpf_attr *attr, bpfptr_t uattr)
14908 {
14909         u64 start_time = ktime_get_ns();
14910         struct bpf_verifier_env *env;
14911         struct bpf_verifier_log *log;
14912         int i, len, ret = -EINVAL;
14913         bool is_priv;
14914
14915         /* no program is valid */
14916         if (ARRAY_SIZE(bpf_verifier_ops) == 0)
14917                 return -EINVAL;
14918
14919         /* 'struct bpf_verifier_env' can be global, but since it's not small,
14920          * allocate/free it every time bpf_check() is called
14921          */
14922         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
14923         if (!env)
14924                 return -ENOMEM;
14925         log = &env->log;
14926
14927         len = (*prog)->len;
14928         env->insn_aux_data =
14929                 vzalloc(array_size(sizeof(struct bpf_insn_aux_data), len));
14930         ret = -ENOMEM;
14931         if (!env->insn_aux_data)
14932                 goto err_free_env;
14933         for (i = 0; i < len; i++)
14934                 env->insn_aux_data[i].orig_idx = i;
14935         env->prog = *prog;
14936         env->ops = bpf_verifier_ops[env->prog->type];
14937         env->fd_array = make_bpfptr(attr->fd_array, uattr.is_kernel);
14938         is_priv = bpf_capable();
14939
14940         bpf_get_btf_vmlinux();
14941
14942         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
14943         if (!is_priv)
14944                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
14945
14946         if (attr->log_level || attr->log_buf || attr->log_size) {
14947                 /* user requested verbose verifier output
14948                  * and supplied buffer to store the verification trace
14949                  */
14950                 log->level = attr->log_level;
14951                 log->ubuf = (char __user *) (unsigned long) attr->log_buf;
14952                 log->len_total = attr->log_size;
14953
14954                 /* log attributes have to be sane */
14955                 if (!bpf_verifier_log_attr_valid(log)) {
14956                         ret = -EINVAL;
14957                         goto err_unlock;
14958                 }
14959         }
14960
14961         mark_verifier_state_clean(env);
14962
14963         if (IS_ERR(btf_vmlinux)) {
14964                 /* Either gcc or pahole or kernel are broken. */
14965                 verbose(env, "in-kernel BTF is malformed\n");
14966                 ret = PTR_ERR(btf_vmlinux);
14967                 goto skip_full_check;
14968         }
14969
14970         env->strict_alignment = !!(attr->prog_flags & BPF_F_STRICT_ALIGNMENT);
14971         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS))
14972                 env->strict_alignment = true;
14973         if (attr->prog_flags & BPF_F_ANY_ALIGNMENT)
14974                 env->strict_alignment = false;
14975
14976         env->allow_ptr_leaks = bpf_allow_ptr_leaks();
14977         env->allow_uninit_stack = bpf_allow_uninit_stack();
14978         env->allow_ptr_to_map_access = bpf_allow_ptr_to_map_access();
14979         env->bypass_spec_v1 = bpf_bypass_spec_v1();
14980         env->bypass_spec_v4 = bpf_bypass_spec_v4();
14981         env->bpf_capable = bpf_capable();
14982
14983         if (is_priv)
14984                 env->test_state_freq = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_STATE_FREQ;
14985
14986         env->explored_states = kvcalloc(state_htab_size(env),
14987                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
14988                                        GFP_USER);
14989         ret = -ENOMEM;
14990         if (!env->explored_states)
14991                 goto skip_full_check;
14992
14993         ret = add_subprog_and_kfunc(env);
14994         if (ret < 0)
14995                 goto skip_full_check;
14996
14997         ret = check_subprogs(env);
14998         if (ret < 0)
14999                 goto skip_full_check;
15000
15001         ret = check_btf_info(env, attr, uattr);
15002         if (ret < 0)
15003                 goto skip_full_check;
15004
15005         ret = check_attach_btf_id(env);
15006         if (ret)
15007                 goto skip_full_check;
15008
15009         ret = resolve_pseudo_ldimm64(env);
15010         if (ret < 0)
15011                 goto skip_full_check;
15012
15013         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
15014                 ret = bpf_prog_offload_verifier_prep(env->prog);
15015                 if (ret)
15016                         goto skip_full_check;
15017         }
15018
15019         ret = check_cfg(env);
15020         if (ret < 0)
15021                 goto skip_full_check;
15022
15023         ret = do_check_subprogs(env);
15024         ret = ret ?: do_check_main(env);
15025
15026         if (ret == 0 && bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
15027                 ret = bpf_prog_offload_finalize(env);
15028
15029 skip_full_check:
15030         kvfree(env->explored_states);
15031
15032         if (ret == 0)
15033                 ret = check_max_stack_depth(env);
15034
15035         /* instruction rewrites happen after this point */
15036         if (is_priv) {
15037                 if (ret == 0)
15038                         opt_hard_wire_dead_code_branches(env);
15039                 if (ret == 0)
15040                         ret = opt_remove_dead_code(env);
15041                 if (ret == 0)
15042                         ret = opt_remove_nops(env);
15043         } else {
15044                 if (ret == 0)
15045                         sanitize_dead_code(env);
15046         }
15047
15048         if (ret == 0)
15049                 /* program is valid, convert *(u32*)(ctx + off) accesses */
15050                 ret = convert_ctx_accesses(env);
15051
15052         if (ret == 0)
15053                 ret = do_misc_fixups(env);
15054
15055         /* do 32-bit optimization after insn patching has done so those patched
15056          * insns could be handled correctly.
15057          */
15058         if (ret == 0 && !bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
15059                 ret = opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(env, attr);
15060                 env->prog->aux->verifier_zext = bpf_jit_needs_zext() ? !ret
15061                                                                      : false;
15062         }
15063
15064         if (ret == 0)
15065                 ret = fixup_call_args(env);
15066
15067         env->verification_time = ktime_get_ns() - start_time;
15068         print_verification_stats(env);
15069         env->prog->aux->verified_insns = env->insn_processed;
15070
15071         if (log->level && bpf_verifier_log_full(log))
15072                 ret = -ENOSPC;
15073         if (log->level && !log->ubuf) {
15074                 ret = -EFAULT;
15075                 goto err_release_maps;
15076         }
15077
15078         if (ret)
15079                 goto err_release_maps;
15080
15081         if (env->used_map_cnt) {
15082                 /* if program passed verifier, update used_maps in bpf_prog_info */
15083                 env->prog->aux->used_maps = kmalloc_array(env->used_map_cnt,
15084                                                           sizeof(env->used_maps[0]),
15085                                                           GFP_KERNEL);
15086
15087                 if (!env->prog->aux->used_maps) {
15088                         ret = -ENOMEM;
15089                         goto err_release_maps;
15090                 }
15091
15092                 memcpy(env->prog->aux->used_maps, env->used_maps,
15093                        sizeof(env->used_maps[0]) * env->used_map_cnt);
15094                 env->prog->aux->used_map_cnt = env->used_map_cnt;
15095         }
15096         if (env->used_btf_cnt) {
15097                 /* if program passed verifier, update used_btfs in bpf_prog_aux */
15098                 env->prog->aux->used_btfs = kmalloc_array(env->used_btf_cnt,
15099                                                           sizeof(env->used_btfs[0]),
15100                                                           GFP_KERNEL);
15101                 if (!env->prog->aux->used_btfs) {
15102                         ret = -ENOMEM;
15103                         goto err_release_maps;
15104                 }
15105
15106                 memcpy(env->prog->aux->used_btfs, env->used_btfs,
15107                        sizeof(env->used_btfs[0]) * env->used_btf_cnt);
15108                 env->prog->aux->used_btf_cnt = env->used_btf_cnt;
15109         }
15110         if (env->used_map_cnt || env->used_btf_cnt) {
15111                 /* program is valid. Convert pseudo bpf_ld_imm64 into generic
15112                  * bpf_ld_imm64 instructions
15113                  */
15114                 convert_pseudo_ld_imm64(env);
15115         }
15116
15117         adjust_btf_func(env);
15118
15119 err_release_maps:
15120         if (!env->prog->aux->used_maps)
15121                 /* if we didn't copy map pointers into bpf_prog_info, release
15122                  * them now. Otherwise free_used_maps() will release them.
15123                  */
15124                 release_maps(env);
15125         if (!env->prog->aux->used_btfs)
15126                 release_btfs(env);
15127
15128         /* extension progs temporarily inherit the attach_type of their targets
15129            for verification purposes, so set it back to zero before returning
15130          */
15131         if (env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT)
15132                 env->prog->expected_attach_type = 0;
15133
15134         *prog = env->prog;
15135 err_unlock:
15136         if (!is_priv)
15137                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
15138         vfree(env->insn_aux_data);
15139 err_free_env:
15140         kfree(env);
15141         return ret;
15142 }