ksmbd: fix race condition between tree conn lookup and disconnect
[platform/kernel/linux-starfive.git] / kernel / bpf / verifier.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /* Copyright (c) 2011-2014 PLUMgrid, http://plumgrid.com
3  * Copyright (c) 2016 Facebook
4  * Copyright (c) 2018 Covalent IO, Inc. http://covalent.io
5  */
6 #include <uapi/linux/btf.h>
7 #include <linux/bpf-cgroup.h>
8 #include <linux/kernel.h>
9 #include <linux/types.h>
10 #include <linux/slab.h>
11 #include <linux/bpf.h>
12 #include <linux/btf.h>
13 #include <linux/bpf_verifier.h>
14 #include <linux/filter.h>
15 #include <net/netlink.h>
16 #include <linux/file.h>
17 #include <linux/vmalloc.h>
18 #include <linux/stringify.h>
19 #include <linux/bsearch.h>
20 #include <linux/sort.h>
21 #include <linux/perf_event.h>
22 #include <linux/ctype.h>
23 #include <linux/error-injection.h>
24 #include <linux/bpf_lsm.h>
25 #include <linux/btf_ids.h>
26 #include <linux/poison.h>
27 #include <linux/module.h>
28 #include <linux/cpumask.h>
29 #include <net/xdp.h>
30
31 #include "disasm.h"
32
33 static const struct bpf_verifier_ops * const bpf_verifier_ops[] = {
34 #define BPF_PROG_TYPE(_id, _name, prog_ctx_type, kern_ctx_type) \
35         [_id] = & _name ## _verifier_ops,
36 #define BPF_MAP_TYPE(_id, _ops)
37 #define BPF_LINK_TYPE(_id, _name)
38 #include <linux/bpf_types.h>
39 #undef BPF_PROG_TYPE
40 #undef BPF_MAP_TYPE
41 #undef BPF_LINK_TYPE
42 };
43
44 /* bpf_check() is a static code analyzer that walks eBPF program
45  * instruction by instruction and updates register/stack state.
46  * All paths of conditional branches are analyzed until 'bpf_exit' insn.
47  *
48  * The first pass is depth-first-search to check that the program is a DAG.
49  * It rejects the following programs:
50  * - larger than BPF_MAXINSNS insns
51  * - if loop is present (detected via back-edge)
52  * - unreachable insns exist (shouldn't be a forest. program = one function)
53  * - out of bounds or malformed jumps
54  * The second pass is all possible path descent from the 1st insn.
55  * Since it's analyzing all paths through the program, the length of the
56  * analysis is limited to 64k insn, which may be hit even if total number of
57  * insn is less then 4K, but there are too many branches that change stack/regs.
58  * Number of 'branches to be analyzed' is limited to 1k
59  *
60  * On entry to each instruction, each register has a type, and the instruction
61  * changes the types of the registers depending on instruction semantics.
62  * If instruction is BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_5), then type of R5 is
63  * copied to R1.
64  *
65  * All registers are 64-bit.
66  * R0 - return register
67  * R1-R5 argument passing registers
68  * R6-R9 callee saved registers
69  * R10 - frame pointer read-only
70  *
71  * At the start of BPF program the register R1 contains a pointer to bpf_context
72  * and has type PTR_TO_CTX.
73  *
74  * Verifier tracks arithmetic operations on pointers in case:
75  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_10),
76  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_1, -20),
77  * 1st insn copies R10 (which has FRAME_PTR) type into R1
78  * and 2nd arithmetic instruction is pattern matched to recognize
79  * that it wants to construct a pointer to some element within stack.
80  * So after 2nd insn, the register R1 has type PTR_TO_STACK
81  * (and -20 constant is saved for further stack bounds checking).
82  * Meaning that this reg is a pointer to stack plus known immediate constant.
83  *
84  * Most of the time the registers have SCALAR_VALUE type, which
85  * means the register has some value, but it's not a valid pointer.
86  * (like pointer plus pointer becomes SCALAR_VALUE type)
87  *
88  * When verifier sees load or store instructions the type of base register
89  * can be: PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_CTX, PTR_TO_STACK, PTR_TO_SOCKET. These are
90  * four pointer types recognized by check_mem_access() function.
91  *
92  * PTR_TO_MAP_VALUE means that this register is pointing to 'map element value'
93  * and the range of [ptr, ptr + map's value_size) is accessible.
94  *
95  * registers used to pass values to function calls are checked against
96  * function argument constraints.
97  *
98  * ARG_PTR_TO_MAP_KEY is one of such argument constraints.
99  * It means that the register type passed to this function must be
100  * PTR_TO_STACK and it will be used inside the function as
101  * 'pointer to map element key'
102  *
103  * For example the argument constraints for bpf_map_lookup_elem():
104  *   .ret_type = RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL,
105  *   .arg1_type = ARG_CONST_MAP_PTR,
106  *   .arg2_type = ARG_PTR_TO_MAP_KEY,
107  *
108  * ret_type says that this function returns 'pointer to map elem value or null'
109  * function expects 1st argument to be a const pointer to 'struct bpf_map' and
110  * 2nd argument should be a pointer to stack, which will be used inside
111  * the helper function as a pointer to map element key.
112  *
113  * On the kernel side the helper function looks like:
114  * u64 bpf_map_lookup_elem(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5)
115  * {
116  *    struct bpf_map *map = (struct bpf_map *) (unsigned long) r1;
117  *    void *key = (void *) (unsigned long) r2;
118  *    void *value;
119  *
120  *    here kernel can access 'key' and 'map' pointers safely, knowing that
121  *    [key, key + map->key_size) bytes are valid and were initialized on
122  *    the stack of eBPF program.
123  * }
124  *
125  * Corresponding eBPF program may look like:
126  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, BPF_REG_10),  // after this insn R2 type is FRAME_PTR
127  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_2, -4), // after this insn R2 type is PTR_TO_STACK
128  *    BPF_LD_MAP_FD(BPF_REG_1, map_fd),      // after this insn R1 type is CONST_PTR_TO_MAP
129  *    BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0, BPF_FUNC_map_lookup_elem),
130  * here verifier looks at prototype of map_lookup_elem() and sees:
131  * .arg1_type == ARG_CONST_MAP_PTR and R1->type == CONST_PTR_TO_MAP, which is ok,
132  * Now verifier knows that this map has key of R1->map_ptr->key_size bytes
133  *
134  * Then .arg2_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY and R2->type == PTR_TO_STACK, ok so far,
135  * Now verifier checks that [R2, R2 + map's key_size) are within stack limits
136  * and were initialized prior to this call.
137  * If it's ok, then verifier allows this BPF_CALL insn and looks at
138  * .ret_type which is RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, so it sets
139  * R0->type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL which means bpf_map_lookup_elem() function
140  * returns either pointer to map value or NULL.
141  *
142  * When type PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL passes through 'if (reg != 0) goto +off'
143  * insn, the register holding that pointer in the true branch changes state to
144  * PTR_TO_MAP_VALUE and the same register changes state to CONST_IMM in the false
145  * branch. See check_cond_jmp_op().
146  *
147  * After the call R0 is set to return type of the function and registers R1-R5
148  * are set to NOT_INIT to indicate that they are no longer readable.
149  *
150  * The following reference types represent a potential reference to a kernel
151  * resource which, after first being allocated, must be checked and freed by
152  * the BPF program:
153  * - PTR_TO_SOCKET_OR_NULL, PTR_TO_SOCKET
154  *
155  * When the verifier sees a helper call return a reference type, it allocates a
156  * pointer id for the reference and stores it in the current function state.
157  * Similar to the way that PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL is converted into
158  * PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_SOCKET_OR_NULL becomes PTR_TO_SOCKET when the type
159  * passes through a NULL-check conditional. For the branch wherein the state is
160  * changed to CONST_IMM, the verifier releases the reference.
161  *
162  * For each helper function that allocates a reference, such as
163  * bpf_sk_lookup_tcp(), there is a corresponding release function, such as
164  * bpf_sk_release(). When a reference type passes into the release function,
165  * the verifier also releases the reference. If any unchecked or unreleased
166  * reference remains at the end of the program, the verifier rejects it.
167  */
168
169 /* verifier_state + insn_idx are pushed to stack when branch is encountered */
170 struct bpf_verifier_stack_elem {
171         /* verifer state is 'st'
172          * before processing instruction 'insn_idx'
173          * and after processing instruction 'prev_insn_idx'
174          */
175         struct bpf_verifier_state st;
176         int insn_idx;
177         int prev_insn_idx;
178         struct bpf_verifier_stack_elem *next;
179         /* length of verifier log at the time this state was pushed on stack */
180         u32 log_pos;
181 };
182
183 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ    8192
184 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES     64
185
186 #define BPF_MAP_KEY_POISON      (1ULL << 63)
187 #define BPF_MAP_KEY_SEEN        (1ULL << 62)
188
189 #define BPF_MAP_PTR_UNPRIV      1UL
190 #define BPF_MAP_PTR_POISON      ((void *)((0xeB9FUL << 1) +     \
191                                           POISON_POINTER_DELTA))
192 #define BPF_MAP_PTR(X)          ((struct bpf_map *)((X) & ~BPF_MAP_PTR_UNPRIV))
193
194 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx);
195 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env, int ref_obj_id);
196 static void invalidate_non_owning_refs(struct bpf_verifier_env *env);
197 static bool in_rbtree_lock_required_cb(struct bpf_verifier_env *env);
198 static int ref_set_non_owning(struct bpf_verifier_env *env,
199                               struct bpf_reg_state *reg);
200 static void specialize_kfunc(struct bpf_verifier_env *env,
201                              u32 func_id, u16 offset, unsigned long *addr);
202 static bool is_trusted_reg(const struct bpf_reg_state *reg);
203
204 static bool bpf_map_ptr_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
205 {
206         return BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) == BPF_MAP_PTR_POISON;
207 }
208
209 static bool bpf_map_ptr_unpriv(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
210 {
211         return aux->map_ptr_state & BPF_MAP_PTR_UNPRIV;
212 }
213
214 static void bpf_map_ptr_store(struct bpf_insn_aux_data *aux,
215                               const struct bpf_map *map, bool unpriv)
216 {
217         BUILD_BUG_ON((unsigned long)BPF_MAP_PTR_POISON & BPF_MAP_PTR_UNPRIV);
218         unpriv |= bpf_map_ptr_unpriv(aux);
219         aux->map_ptr_state = (unsigned long)map |
220                              (unpriv ? BPF_MAP_PTR_UNPRIV : 0UL);
221 }
222
223 static bool bpf_map_key_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
224 {
225         return aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_POISON;
226 }
227
228 static bool bpf_map_key_unseen(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
229 {
230         return !(aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_SEEN);
231 }
232
233 static u64 bpf_map_key_immediate(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
234 {
235         return aux->map_key_state & ~(BPF_MAP_KEY_SEEN | BPF_MAP_KEY_POISON);
236 }
237
238 static void bpf_map_key_store(struct bpf_insn_aux_data *aux, u64 state)
239 {
240         bool poisoned = bpf_map_key_poisoned(aux);
241
242         aux->map_key_state = state | BPF_MAP_KEY_SEEN |
243                              (poisoned ? BPF_MAP_KEY_POISON : 0ULL);
244 }
245
246 static bool bpf_helper_call(const struct bpf_insn *insn)
247 {
248         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
249                insn->src_reg == 0;
250 }
251
252 static bool bpf_pseudo_call(const struct bpf_insn *insn)
253 {
254         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
255                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL;
256 }
257
258 static bool bpf_pseudo_kfunc_call(const struct bpf_insn *insn)
259 {
260         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
261                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL;
262 }
263
264 struct bpf_call_arg_meta {
265         struct bpf_map *map_ptr;
266         bool raw_mode;
267         bool pkt_access;
268         u8 release_regno;
269         int regno;
270         int access_size;
271         int mem_size;
272         u64 msize_max_value;
273         int ref_obj_id;
274         int dynptr_id;
275         int map_uid;
276         int func_id;
277         struct btf *btf;
278         u32 btf_id;
279         struct btf *ret_btf;
280         u32 ret_btf_id;
281         u32 subprogno;
282         struct btf_field *kptr_field;
283 };
284
285 struct bpf_kfunc_call_arg_meta {
286         /* In parameters */
287         struct btf *btf;
288         u32 func_id;
289         u32 kfunc_flags;
290         const struct btf_type *func_proto;
291         const char *func_name;
292         /* Out parameters */
293         u32 ref_obj_id;
294         u8 release_regno;
295         bool r0_rdonly;
296         u32 ret_btf_id;
297         u64 r0_size;
298         u32 subprogno;
299         struct {
300                 u64 value;
301                 bool found;
302         } arg_constant;
303
304         /* arg_{btf,btf_id,owning_ref} are used by kfunc-specific handling,
305          * generally to pass info about user-defined local kptr types to later
306          * verification logic
307          *   bpf_obj_drop
308          *     Record the local kptr type to be drop'd
309          *   bpf_refcount_acquire (via KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR arg type)
310          *     Record the local kptr type to be refcount_incr'd and use
311          *     arg_owning_ref to determine whether refcount_acquire should be
312          *     fallible
313          */
314         struct btf *arg_btf;
315         u32 arg_btf_id;
316         bool arg_owning_ref;
317
318         struct {
319                 struct btf_field *field;
320         } arg_list_head;
321         struct {
322                 struct btf_field *field;
323         } arg_rbtree_root;
324         struct {
325                 enum bpf_dynptr_type type;
326                 u32 id;
327                 u32 ref_obj_id;
328         } initialized_dynptr;
329         struct {
330                 u8 spi;
331                 u8 frameno;
332         } iter;
333         u64 mem_size;
334 };
335
336 struct btf *btf_vmlinux;
337
338 static DEFINE_MUTEX(bpf_verifier_lock);
339
340 static const struct bpf_line_info *
341 find_linfo(const struct bpf_verifier_env *env, u32 insn_off)
342 {
343         const struct bpf_line_info *linfo;
344         const struct bpf_prog *prog;
345         u32 i, nr_linfo;
346
347         prog = env->prog;
348         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
349
350         if (!nr_linfo || insn_off >= prog->len)
351                 return NULL;
352
353         linfo = prog->aux->linfo;
354         for (i = 1; i < nr_linfo; i++)
355                 if (insn_off < linfo[i].insn_off)
356                         break;
357
358         return &linfo[i - 1];
359 }
360
361 __printf(2, 3) static void verbose(void *private_data, const char *fmt, ...)
362 {
363         struct bpf_verifier_env *env = private_data;
364         va_list args;
365
366         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
367                 return;
368
369         va_start(args, fmt);
370         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
371         va_end(args);
372 }
373
374 static const char *ltrim(const char *s)
375 {
376         while (isspace(*s))
377                 s++;
378
379         return s;
380 }
381
382 __printf(3, 4) static void verbose_linfo(struct bpf_verifier_env *env,
383                                          u32 insn_off,
384                                          const char *prefix_fmt, ...)
385 {
386         const struct bpf_line_info *linfo;
387
388         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
389                 return;
390
391         linfo = find_linfo(env, insn_off);
392         if (!linfo || linfo == env->prev_linfo)
393                 return;
394
395         if (prefix_fmt) {
396                 va_list args;
397
398                 va_start(args, prefix_fmt);
399                 bpf_verifier_vlog(&env->log, prefix_fmt, args);
400                 va_end(args);
401         }
402
403         verbose(env, "%s\n",
404                 ltrim(btf_name_by_offset(env->prog->aux->btf,
405                                          linfo->line_off)));
406
407         env->prev_linfo = linfo;
408 }
409
410 static void verbose_invalid_scalar(struct bpf_verifier_env *env,
411                                    struct bpf_reg_state *reg,
412                                    struct tnum *range, const char *ctx,
413                                    const char *reg_name)
414 {
415         char tn_buf[48];
416
417         verbose(env, "At %s the register %s ", ctx, reg_name);
418         if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
419                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
420                 verbose(env, "has value %s", tn_buf);
421         } else {
422                 verbose(env, "has unknown scalar value");
423         }
424         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), *range);
425         verbose(env, " should have been in %s\n", tn_buf);
426 }
427
428 static bool type_is_pkt_pointer(enum bpf_reg_type type)
429 {
430         type = base_type(type);
431         return type == PTR_TO_PACKET ||
432                type == PTR_TO_PACKET_META;
433 }
434
435 static bool type_is_sk_pointer(enum bpf_reg_type type)
436 {
437         return type == PTR_TO_SOCKET ||
438                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
439                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
440                 type == PTR_TO_XDP_SOCK;
441 }
442
443 static bool type_may_be_null(u32 type)
444 {
445         return type & PTR_MAYBE_NULL;
446 }
447
448 static bool reg_not_null(const struct bpf_reg_state *reg)
449 {
450         enum bpf_reg_type type;
451
452         type = reg->type;
453         if (type_may_be_null(type))
454                 return false;
455
456         type = base_type(type);
457         return type == PTR_TO_SOCKET ||
458                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
459                 type == PTR_TO_MAP_VALUE ||
460                 type == PTR_TO_MAP_KEY ||
461                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
462                 (type == PTR_TO_BTF_ID && is_trusted_reg(reg)) ||
463                 type == PTR_TO_MEM;
464 }
465
466 static bool type_is_ptr_alloc_obj(u32 type)
467 {
468         return base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID && type_flag(type) & MEM_ALLOC;
469 }
470
471 static bool type_is_non_owning_ref(u32 type)
472 {
473         return type_is_ptr_alloc_obj(type) && type_flag(type) & NON_OWN_REF;
474 }
475
476 static struct btf_record *reg_btf_record(const struct bpf_reg_state *reg)
477 {
478         struct btf_record *rec = NULL;
479         struct btf_struct_meta *meta;
480
481         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
482                 rec = reg->map_ptr->record;
483         } else if (type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
484                 meta = btf_find_struct_meta(reg->btf, reg->btf_id);
485                 if (meta)
486                         rec = meta->record;
487         }
488         return rec;
489 }
490
491 static bool subprog_is_global(const struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
492 {
493         struct bpf_func_info_aux *aux = env->prog->aux->func_info_aux;
494
495         return aux && aux[subprog].linkage == BTF_FUNC_GLOBAL;
496 }
497
498 static bool reg_may_point_to_spin_lock(const struct bpf_reg_state *reg)
499 {
500         return btf_record_has_field(reg_btf_record(reg), BPF_SPIN_LOCK);
501 }
502
503 static bool type_is_rdonly_mem(u32 type)
504 {
505         return type & MEM_RDONLY;
506 }
507
508 static bool is_acquire_function(enum bpf_func_id func_id,
509                                 const struct bpf_map *map)
510 {
511         enum bpf_map_type map_type = map ? map->map_type : BPF_MAP_TYPE_UNSPEC;
512
513         if (func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
514             func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
515             func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
516             func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve ||
517             func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg)
518                 return true;
519
520         if (func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
521             (map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
522              map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH))
523                 return true;
524
525         return false;
526 }
527
528 static bool is_ptr_cast_function(enum bpf_func_id func_id)
529 {
530         return func_id == BPF_FUNC_tcp_sock ||
531                 func_id == BPF_FUNC_sk_fullsock ||
532                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_sock ||
533                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp6_sock ||
534                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_udp6_sock ||
535                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_mptcp_sock ||
536                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_timewait_sock ||
537                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_request_sock;
538 }
539
540 static bool is_dynptr_ref_function(enum bpf_func_id func_id)
541 {
542         return func_id == BPF_FUNC_dynptr_data;
543 }
544
545 static bool is_callback_calling_kfunc(u32 btf_id);
546
547 static bool is_callback_calling_function(enum bpf_func_id func_id)
548 {
549         return func_id == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
550                func_id == BPF_FUNC_timer_set_callback ||
551                func_id == BPF_FUNC_find_vma ||
552                func_id == BPF_FUNC_loop ||
553                func_id == BPF_FUNC_user_ringbuf_drain;
554 }
555
556 static bool is_async_callback_calling_function(enum bpf_func_id func_id)
557 {
558         return func_id == BPF_FUNC_timer_set_callback;
559 }
560
561 static bool is_storage_get_function(enum bpf_func_id func_id)
562 {
563         return func_id == BPF_FUNC_sk_storage_get ||
564                func_id == BPF_FUNC_inode_storage_get ||
565                func_id == BPF_FUNC_task_storage_get ||
566                func_id == BPF_FUNC_cgrp_storage_get;
567 }
568
569 static bool helper_multiple_ref_obj_use(enum bpf_func_id func_id,
570                                         const struct bpf_map *map)
571 {
572         int ref_obj_uses = 0;
573
574         if (is_ptr_cast_function(func_id))
575                 ref_obj_uses++;
576         if (is_acquire_function(func_id, map))
577                 ref_obj_uses++;
578         if (is_dynptr_ref_function(func_id))
579                 ref_obj_uses++;
580
581         return ref_obj_uses > 1;
582 }
583
584 static bool is_cmpxchg_insn(const struct bpf_insn *insn)
585 {
586         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX &&
587                BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
588                insn->imm == BPF_CMPXCHG;
589 }
590
591 /* string representation of 'enum bpf_reg_type'
592  *
593  * Note that reg_type_str() can not appear more than once in a single verbose()
594  * statement.
595  */
596 static const char *reg_type_str(struct bpf_verifier_env *env,
597                                 enum bpf_reg_type type)
598 {
599         char postfix[16] = {0}, prefix[64] = {0};
600         static const char * const str[] = {
601                 [NOT_INIT]              = "?",
602                 [SCALAR_VALUE]          = "scalar",
603                 [PTR_TO_CTX]            = "ctx",
604                 [CONST_PTR_TO_MAP]      = "map_ptr",
605                 [PTR_TO_MAP_VALUE]      = "map_value",
606                 [PTR_TO_STACK]          = "fp",
607                 [PTR_TO_PACKET]         = "pkt",
608                 [PTR_TO_PACKET_META]    = "pkt_meta",
609                 [PTR_TO_PACKET_END]     = "pkt_end",
610                 [PTR_TO_FLOW_KEYS]      = "flow_keys",
611                 [PTR_TO_SOCKET]         = "sock",
612                 [PTR_TO_SOCK_COMMON]    = "sock_common",
613                 [PTR_TO_TCP_SOCK]       = "tcp_sock",
614                 [PTR_TO_TP_BUFFER]      = "tp_buffer",
615                 [PTR_TO_XDP_SOCK]       = "xdp_sock",
616                 [PTR_TO_BTF_ID]         = "ptr_",
617                 [PTR_TO_MEM]            = "mem",
618                 [PTR_TO_BUF]            = "buf",
619                 [PTR_TO_FUNC]           = "func",
620                 [PTR_TO_MAP_KEY]        = "map_key",
621                 [CONST_PTR_TO_DYNPTR]   = "dynptr_ptr",
622         };
623
624         if (type & PTR_MAYBE_NULL) {
625                 if (base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID)
626                         strncpy(postfix, "or_null_", 16);
627                 else
628                         strncpy(postfix, "_or_null", 16);
629         }
630
631         snprintf(prefix, sizeof(prefix), "%s%s%s%s%s%s%s",
632                  type & MEM_RDONLY ? "rdonly_" : "",
633                  type & MEM_RINGBUF ? "ringbuf_" : "",
634                  type & MEM_USER ? "user_" : "",
635                  type & MEM_PERCPU ? "percpu_" : "",
636                  type & MEM_RCU ? "rcu_" : "",
637                  type & PTR_UNTRUSTED ? "untrusted_" : "",
638                  type & PTR_TRUSTED ? "trusted_" : ""
639         );
640
641         snprintf(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, "%s%s%s",
642                  prefix, str[base_type(type)], postfix);
643         return env->tmp_str_buf;
644 }
645
646 static char slot_type_char[] = {
647         [STACK_INVALID] = '?',
648         [STACK_SPILL]   = 'r',
649         [STACK_MISC]    = 'm',
650         [STACK_ZERO]    = '0',
651         [STACK_DYNPTR]  = 'd',
652         [STACK_ITER]    = 'i',
653 };
654
655 static void print_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
656                            enum bpf_reg_liveness live)
657 {
658         if (live & (REG_LIVE_READ | REG_LIVE_WRITTEN | REG_LIVE_DONE))
659             verbose(env, "_");
660         if (live & REG_LIVE_READ)
661                 verbose(env, "r");
662         if (live & REG_LIVE_WRITTEN)
663                 verbose(env, "w");
664         if (live & REG_LIVE_DONE)
665                 verbose(env, "D");
666 }
667
668 static int __get_spi(s32 off)
669 {
670         return (-off - 1) / BPF_REG_SIZE;
671 }
672
673 static struct bpf_func_state *func(struct bpf_verifier_env *env,
674                                    const struct bpf_reg_state *reg)
675 {
676         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
677
678         return cur->frame[reg->frameno];
679 }
680
681 static bool is_spi_bounds_valid(struct bpf_func_state *state, int spi, int nr_slots)
682 {
683        int allocated_slots = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
684
685        /* We need to check that slots between [spi - nr_slots + 1, spi] are
686         * within [0, allocated_stack).
687         *
688         * Please note that the spi grows downwards. For example, a dynptr
689         * takes the size of two stack slots; the first slot will be at
690         * spi and the second slot will be at spi - 1.
691         */
692        return spi - nr_slots + 1 >= 0 && spi < allocated_slots;
693 }
694
695 static int stack_slot_obj_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
696                                   const char *obj_kind, int nr_slots)
697 {
698         int off, spi;
699
700         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
701                 verbose(env, "%s has to be at a constant offset\n", obj_kind);
702                 return -EINVAL;
703         }
704
705         off = reg->off + reg->var_off.value;
706         if (off % BPF_REG_SIZE) {
707                 verbose(env, "cannot pass in %s at an offset=%d\n", obj_kind, off);
708                 return -EINVAL;
709         }
710
711         spi = __get_spi(off);
712         if (spi + 1 < nr_slots) {
713                 verbose(env, "cannot pass in %s at an offset=%d\n", obj_kind, off);
714                 return -EINVAL;
715         }
716
717         if (!is_spi_bounds_valid(func(env, reg), spi, nr_slots))
718                 return -ERANGE;
719         return spi;
720 }
721
722 static int dynptr_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
723 {
724         return stack_slot_obj_get_spi(env, reg, "dynptr", BPF_DYNPTR_NR_SLOTS);
725 }
726
727 static int iter_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
728 {
729         return stack_slot_obj_get_spi(env, reg, "iter", nr_slots);
730 }
731
732 static const char *btf_type_name(const struct btf *btf, u32 id)
733 {
734         return btf_name_by_offset(btf, btf_type_by_id(btf, id)->name_off);
735 }
736
737 static const char *dynptr_type_str(enum bpf_dynptr_type type)
738 {
739         switch (type) {
740         case BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL:
741                 return "local";
742         case BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
743                 return "ringbuf";
744         case BPF_DYNPTR_TYPE_SKB:
745                 return "skb";
746         case BPF_DYNPTR_TYPE_XDP:
747                 return "xdp";
748         case BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID:
749                 return "<invalid>";
750         default:
751                 WARN_ONCE(1, "unknown dynptr type %d\n", type);
752                 return "<unknown>";
753         }
754 }
755
756 static const char *iter_type_str(const struct btf *btf, u32 btf_id)
757 {
758         if (!btf || btf_id == 0)
759                 return "<invalid>";
760
761         /* we already validated that type is valid and has conforming name */
762         return btf_type_name(btf, btf_id) + sizeof(ITER_PREFIX) - 1;
763 }
764
765 static const char *iter_state_str(enum bpf_iter_state state)
766 {
767         switch (state) {
768         case BPF_ITER_STATE_ACTIVE:
769                 return "active";
770         case BPF_ITER_STATE_DRAINED:
771                 return "drained";
772         case BPF_ITER_STATE_INVALID:
773                 return "<invalid>";
774         default:
775                 WARN_ONCE(1, "unknown iter state %d\n", state);
776                 return "<unknown>";
777         }
778 }
779
780 static void mark_reg_scratched(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno)
781 {
782         env->scratched_regs |= 1U << regno;
783 }
784
785 static void mark_stack_slot_scratched(struct bpf_verifier_env *env, u32 spi)
786 {
787         env->scratched_stack_slots |= 1ULL << spi;
788 }
789
790 static bool reg_scratched(const struct bpf_verifier_env *env, u32 regno)
791 {
792         return (env->scratched_regs >> regno) & 1;
793 }
794
795 static bool stack_slot_scratched(const struct bpf_verifier_env *env, u64 regno)
796 {
797         return (env->scratched_stack_slots >> regno) & 1;
798 }
799
800 static bool verifier_state_scratched(const struct bpf_verifier_env *env)
801 {
802         return env->scratched_regs || env->scratched_stack_slots;
803 }
804
805 static void mark_verifier_state_clean(struct bpf_verifier_env *env)
806 {
807         env->scratched_regs = 0U;
808         env->scratched_stack_slots = 0ULL;
809 }
810
811 /* Used for printing the entire verifier state. */
812 static void mark_verifier_state_scratched(struct bpf_verifier_env *env)
813 {
814         env->scratched_regs = ~0U;
815         env->scratched_stack_slots = ~0ULL;
816 }
817
818 static enum bpf_dynptr_type arg_to_dynptr_type(enum bpf_arg_type arg_type)
819 {
820         switch (arg_type & DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK) {
821         case DYNPTR_TYPE_LOCAL:
822                 return BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL;
823         case DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
824                 return BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
825         case DYNPTR_TYPE_SKB:
826                 return BPF_DYNPTR_TYPE_SKB;
827         case DYNPTR_TYPE_XDP:
828                 return BPF_DYNPTR_TYPE_XDP;
829         default:
830                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
831         }
832 }
833
834 static enum bpf_type_flag get_dynptr_type_flag(enum bpf_dynptr_type type)
835 {
836         switch (type) {
837         case BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL:
838                 return DYNPTR_TYPE_LOCAL;
839         case BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
840                 return DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
841         case BPF_DYNPTR_TYPE_SKB:
842                 return DYNPTR_TYPE_SKB;
843         case BPF_DYNPTR_TYPE_XDP:
844                 return DYNPTR_TYPE_XDP;
845         default:
846                 return 0;
847         }
848 }
849
850 static bool dynptr_type_refcounted(enum bpf_dynptr_type type)
851 {
852         return type == BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
853 }
854
855 static void __mark_dynptr_reg(struct bpf_reg_state *reg,
856                               enum bpf_dynptr_type type,
857                               bool first_slot, int dynptr_id);
858
859 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
860                                 struct bpf_reg_state *reg);
861
862 static void mark_dynptr_stack_regs(struct bpf_verifier_env *env,
863                                    struct bpf_reg_state *sreg1,
864                                    struct bpf_reg_state *sreg2,
865                                    enum bpf_dynptr_type type)
866 {
867         int id = ++env->id_gen;
868
869         __mark_dynptr_reg(sreg1, type, true, id);
870         __mark_dynptr_reg(sreg2, type, false, id);
871 }
872
873 static void mark_dynptr_cb_reg(struct bpf_verifier_env *env,
874                                struct bpf_reg_state *reg,
875                                enum bpf_dynptr_type type)
876 {
877         __mark_dynptr_reg(reg, type, true, ++env->id_gen);
878 }
879
880 static int destroy_if_dynptr_stack_slot(struct bpf_verifier_env *env,
881                                         struct bpf_func_state *state, int spi);
882
883 static int mark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
884                                    enum bpf_arg_type arg_type, int insn_idx, int clone_ref_obj_id)
885 {
886         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
887         enum bpf_dynptr_type type;
888         int spi, i, err;
889
890         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
891         if (spi < 0)
892                 return spi;
893
894         /* We cannot assume both spi and spi - 1 belong to the same dynptr,
895          * hence we need to call destroy_if_dynptr_stack_slot twice for both,
896          * to ensure that for the following example:
897          *      [d1][d1][d2][d2]
898          * spi    3   2   1   0
899          * So marking spi = 2 should lead to destruction of both d1 and d2. In
900          * case they do belong to same dynptr, second call won't see slot_type
901          * as STACK_DYNPTR and will simply skip destruction.
902          */
903         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
904         if (err)
905                 return err;
906         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi - 1);
907         if (err)
908                 return err;
909
910         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
911                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
912                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
913         }
914
915         type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
916         if (type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
917                 return -EINVAL;
918
919         mark_dynptr_stack_regs(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
920                                &state->stack[spi - 1].spilled_ptr, type);
921
922         if (dynptr_type_refcounted(type)) {
923                 /* The id is used to track proper releasing */
924                 int id;
925
926                 if (clone_ref_obj_id)
927                         id = clone_ref_obj_id;
928                 else
929                         id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
930
931                 if (id < 0)
932                         return id;
933
934                 state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id = id;
935                 state->stack[spi - 1].spilled_ptr.ref_obj_id = id;
936         }
937
938         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
939         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
940
941         return 0;
942 }
943
944 static void invalidate_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *state, int spi)
945 {
946         int i;
947
948         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
949                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_INVALID;
950                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_INVALID;
951         }
952
953         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
954         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr);
955
956         /* Why do we need to set REG_LIVE_WRITTEN for STACK_INVALID slot?
957          *
958          * While we don't allow reading STACK_INVALID, it is still possible to
959          * do <8 byte writes marking some but not all slots as STACK_MISC. Then,
960          * helpers or insns can do partial read of that part without failing,
961          * but check_stack_range_initialized, check_stack_read_var_off, and
962          * check_stack_read_fixed_off will do mark_reg_read for all 8-bytes of
963          * the slot conservatively. Hence we need to prevent those liveness
964          * marking walks.
965          *
966          * This was not a problem before because STACK_INVALID is only set by
967          * default (where the default reg state has its reg->parent as NULL), or
968          * in clean_live_states after REG_LIVE_DONE (at which point
969          * mark_reg_read won't walk reg->parent chain), but not randomly during
970          * verifier state exploration (like we did above). Hence, for our case
971          * parentage chain will still be live (i.e. reg->parent may be
972          * non-NULL), while earlier reg->parent was NULL, so we need
973          * REG_LIVE_WRITTEN to screen off read marker propagation when it is
974          * done later on reads or by mark_dynptr_read as well to unnecessary
975          * mark registers in verifier state.
976          */
977         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
978         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
979 }
980
981 static int unmark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
982 {
983         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
984         int spi, ref_obj_id, i;
985
986         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
987         if (spi < 0)
988                 return spi;
989
990         if (!dynptr_type_refcounted(state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type)) {
991                 invalidate_dynptr(env, state, spi);
992                 return 0;
993         }
994
995         ref_obj_id = state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
996
997         /* If the dynptr has a ref_obj_id, then we need to invalidate
998          * two things:
999          *
1000          * 1) Any dynptrs with a matching ref_obj_id (clones)
1001          * 2) Any slices derived from this dynptr.
1002          */
1003
1004         /* Invalidate any slices associated with this dynptr */
1005         WARN_ON_ONCE(release_reference(env, ref_obj_id));
1006
1007         /* Invalidate any dynptr clones */
1008         for (i = 1; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
1009                 if (state->stack[i].spilled_ptr.ref_obj_id != ref_obj_id)
1010                         continue;
1011
1012                 /* it should always be the case that if the ref obj id
1013                  * matches then the stack slot also belongs to a
1014                  * dynptr
1015                  */
1016                 if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_DYNPTR) {
1017                         verbose(env, "verifier internal error: misconfigured ref_obj_id\n");
1018                         return -EFAULT;
1019                 }
1020                 if (state->stack[i].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
1021                         invalidate_dynptr(env, state, i);
1022         }
1023
1024         return 0;
1025 }
1026
1027 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
1028                                struct bpf_reg_state *reg);
1029
1030 static void mark_reg_invalid(const struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
1031 {
1032         if (!env->allow_ptr_leaks)
1033                 __mark_reg_not_init(env, reg);
1034         else
1035                 __mark_reg_unknown(env, reg);
1036 }
1037
1038 static int destroy_if_dynptr_stack_slot(struct bpf_verifier_env *env,
1039                                         struct bpf_func_state *state, int spi)
1040 {
1041         struct bpf_func_state *fstate;
1042         struct bpf_reg_state *dreg;
1043         int i, dynptr_id;
1044
1045         /* We always ensure that STACK_DYNPTR is never set partially,
1046          * hence just checking for slot_type[0] is enough. This is
1047          * different for STACK_SPILL, where it may be only set for
1048          * 1 byte, so code has to use is_spilled_reg.
1049          */
1050         if (state->stack[spi].slot_type[0] != STACK_DYNPTR)
1051                 return 0;
1052
1053         /* Reposition spi to first slot */
1054         if (!state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
1055                 spi = spi + 1;
1056
1057         if (dynptr_type_refcounted(state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type)) {
1058                 verbose(env, "cannot overwrite referenced dynptr\n");
1059                 return -EINVAL;
1060         }
1061
1062         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
1063         mark_stack_slot_scratched(env, spi - 1);
1064
1065         /* Writing partially to one dynptr stack slot destroys both. */
1066         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
1067                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_INVALID;
1068                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_INVALID;
1069         }
1070
1071         dynptr_id = state->stack[spi].spilled_ptr.id;
1072         /* Invalidate any slices associated with this dynptr */
1073         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, fstate, dreg, ({
1074                 /* Dynptr slices are only PTR_TO_MEM_OR_NULL and PTR_TO_MEM */
1075                 if (dreg->type != (PTR_TO_MEM | PTR_MAYBE_NULL) && dreg->type != PTR_TO_MEM)
1076                         continue;
1077                 if (dreg->dynptr_id == dynptr_id)
1078                         mark_reg_invalid(env, dreg);
1079         }));
1080
1081         /* Do not release reference state, we are destroying dynptr on stack,
1082          * not using some helper to release it. Just reset register.
1083          */
1084         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
1085         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr);
1086
1087         /* Same reason as unmark_stack_slots_dynptr above */
1088         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1089         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1090
1091         return 0;
1092 }
1093
1094 static bool is_dynptr_reg_valid_uninit(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
1095 {
1096         int spi;
1097
1098         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
1099                 return false;
1100
1101         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
1102
1103         /* -ERANGE (i.e. spi not falling into allocated stack slots) isn't an
1104          * error because this just means the stack state hasn't been updated yet.
1105          * We will do check_mem_access to check and update stack bounds later.
1106          */
1107         if (spi < 0 && spi != -ERANGE)
1108                 return false;
1109
1110         /* We don't need to check if the stack slots are marked by previous
1111          * dynptr initializations because we allow overwriting existing unreferenced
1112          * STACK_DYNPTR slots, see mark_stack_slots_dynptr which calls
1113          * destroy_if_dynptr_stack_slot to ensure dynptr objects at the slots we are
1114          * touching are completely destructed before we reinitialize them for a new
1115          * one. For referenced ones, destroy_if_dynptr_stack_slot returns an error early
1116          * instead of delaying it until the end where the user will get "Unreleased
1117          * reference" error.
1118          */
1119         return true;
1120 }
1121
1122 static bool is_dynptr_reg_valid_init(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
1123 {
1124         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1125         int i, spi;
1126
1127         /* This already represents first slot of initialized bpf_dynptr.
1128          *
1129          * CONST_PTR_TO_DYNPTR already has fixed and var_off as 0 due to
1130          * check_func_arg_reg_off's logic, so we don't need to check its
1131          * offset and alignment.
1132          */
1133         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
1134                 return true;
1135
1136         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
1137         if (spi < 0)
1138                 return false;
1139         if (!state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
1140                 return false;
1141
1142         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
1143                 if (state->stack[spi].slot_type[i] != STACK_DYNPTR ||
1144                     state->stack[spi - 1].slot_type[i] != STACK_DYNPTR)
1145                         return false;
1146         }
1147
1148         return true;
1149 }
1150
1151 static bool is_dynptr_type_expected(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
1152                                     enum bpf_arg_type arg_type)
1153 {
1154         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1155         enum bpf_dynptr_type dynptr_type;
1156         int spi;
1157
1158         /* ARG_PTR_TO_DYNPTR takes any type of dynptr */
1159         if (arg_type == ARG_PTR_TO_DYNPTR)
1160                 return true;
1161
1162         dynptr_type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
1163         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
1164                 return reg->dynptr.type == dynptr_type;
1165         } else {
1166                 spi = dynptr_get_spi(env, reg);
1167                 if (spi < 0)
1168                         return false;
1169                 return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type == dynptr_type;
1170         }
1171 }
1172
1173 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg);
1174
1175 static int mark_stack_slots_iter(struct bpf_verifier_env *env,
1176                                  struct bpf_reg_state *reg, int insn_idx,
1177                                  struct btf *btf, u32 btf_id, int nr_slots)
1178 {
1179         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1180         int spi, i, j, id;
1181
1182         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1183         if (spi < 0)
1184                 return spi;
1185
1186         id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
1187         if (id < 0)
1188                 return id;
1189
1190         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1191                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1192                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1193
1194                 __mark_reg_known_zero(st);
1195                 st->type = PTR_TO_STACK; /* we don't have dedicated reg type */
1196                 st->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1197                 st->ref_obj_id = i == 0 ? id : 0;
1198                 st->iter.btf = btf;
1199                 st->iter.btf_id = btf_id;
1200                 st->iter.state = BPF_ITER_STATE_ACTIVE;
1201                 st->iter.depth = 0;
1202
1203                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1204                         slot->slot_type[j] = STACK_ITER;
1205
1206                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
1207         }
1208
1209         return 0;
1210 }
1211
1212 static int unmark_stack_slots_iter(struct bpf_verifier_env *env,
1213                                    struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
1214 {
1215         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1216         int spi, i, j;
1217
1218         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1219         if (spi < 0)
1220                 return spi;
1221
1222         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1223                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1224                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1225
1226                 if (i == 0)
1227                         WARN_ON_ONCE(release_reference(env, st->ref_obj_id));
1228
1229                 __mark_reg_not_init(env, st);
1230
1231                 /* see unmark_stack_slots_dynptr() for why we need to set REG_LIVE_WRITTEN */
1232                 st->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1233
1234                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1235                         slot->slot_type[j] = STACK_INVALID;
1236
1237                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
1238         }
1239
1240         return 0;
1241 }
1242
1243 static bool is_iter_reg_valid_uninit(struct bpf_verifier_env *env,
1244                                      struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
1245 {
1246         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1247         int spi, i, j;
1248
1249         /* For -ERANGE (i.e. spi not falling into allocated stack slots), we
1250          * will do check_mem_access to check and update stack bounds later, so
1251          * return true for that case.
1252          */
1253         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1254         if (spi == -ERANGE)
1255                 return true;
1256         if (spi < 0)
1257                 return false;
1258
1259         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1260                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1261
1262                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1263                         if (slot->slot_type[j] == STACK_ITER)
1264                                 return false;
1265         }
1266
1267         return true;
1268 }
1269
1270 static bool is_iter_reg_valid_init(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
1271                                    struct btf *btf, u32 btf_id, int nr_slots)
1272 {
1273         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1274         int spi, i, j;
1275
1276         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1277         if (spi < 0)
1278                 return false;
1279
1280         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1281                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1282                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1283
1284                 /* only main (first) slot has ref_obj_id set */
1285                 if (i == 0 && !st->ref_obj_id)
1286                         return false;
1287                 if (i != 0 && st->ref_obj_id)
1288                         return false;
1289                 if (st->iter.btf != btf || st->iter.btf_id != btf_id)
1290                         return false;
1291
1292                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1293                         if (slot->slot_type[j] != STACK_ITER)
1294                                 return false;
1295         }
1296
1297         return true;
1298 }
1299
1300 /* Check if given stack slot is "special":
1301  *   - spilled register state (STACK_SPILL);
1302  *   - dynptr state (STACK_DYNPTR);
1303  *   - iter state (STACK_ITER).
1304  */
1305 static bool is_stack_slot_special(const struct bpf_stack_state *stack)
1306 {
1307         enum bpf_stack_slot_type type = stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1];
1308
1309         switch (type) {
1310         case STACK_SPILL:
1311         case STACK_DYNPTR:
1312         case STACK_ITER:
1313                 return true;
1314         case STACK_INVALID:
1315         case STACK_MISC:
1316         case STACK_ZERO:
1317                 return false;
1318         default:
1319                 WARN_ONCE(1, "unknown stack slot type %d\n", type);
1320                 return true;
1321         }
1322 }
1323
1324 /* The reg state of a pointer or a bounded scalar was saved when
1325  * it was spilled to the stack.
1326  */
1327 static bool is_spilled_reg(const struct bpf_stack_state *stack)
1328 {
1329         return stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1] == STACK_SPILL;
1330 }
1331
1332 static bool is_spilled_scalar_reg(const struct bpf_stack_state *stack)
1333 {
1334         return stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1] == STACK_SPILL &&
1335                stack->spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE;
1336 }
1337
1338 static void scrub_spilled_slot(u8 *stype)
1339 {
1340         if (*stype != STACK_INVALID)
1341                 *stype = STACK_MISC;
1342 }
1343
1344 static void print_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
1345                                  const struct bpf_func_state *state,
1346                                  bool print_all)
1347 {
1348         const struct bpf_reg_state *reg;
1349         enum bpf_reg_type t;
1350         int i;
1351
1352         if (state->frameno)
1353                 verbose(env, " frame%d:", state->frameno);
1354         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
1355                 reg = &state->regs[i];
1356                 t = reg->type;
1357                 if (t == NOT_INIT)
1358                         continue;
1359                 if (!print_all && !reg_scratched(env, i))
1360                         continue;
1361                 verbose(env, " R%d", i);
1362                 print_liveness(env, reg->live);
1363                 verbose(env, "=");
1364                 if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
1365                         verbose(env, "P");
1366                 if ((t == SCALAR_VALUE || t == PTR_TO_STACK) &&
1367                     tnum_is_const(reg->var_off)) {
1368                         /* reg->off should be 0 for SCALAR_VALUE */
1369                         verbose(env, "%s", t == SCALAR_VALUE ? "" : reg_type_str(env, t));
1370                         verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
1371                 } else {
1372                         const char *sep = "";
1373
1374                         verbose(env, "%s", reg_type_str(env, t));
1375                         if (base_type(t) == PTR_TO_BTF_ID)
1376                                 verbose(env, "%s", btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id));
1377                         verbose(env, "(");
1378 /*
1379  * _a stands for append, was shortened to avoid multiline statements below.
1380  * This macro is used to output a comma separated list of attributes.
1381  */
1382 #define verbose_a(fmt, ...) ({ verbose(env, "%s" fmt, sep, __VA_ARGS__); sep = ","; })
1383
1384                         if (reg->id)
1385                                 verbose_a("id=%d", reg->id);
1386                         if (reg->ref_obj_id)
1387                                 verbose_a("ref_obj_id=%d", reg->ref_obj_id);
1388                         if (type_is_non_owning_ref(reg->type))
1389                                 verbose_a("%s", "non_own_ref");
1390                         if (t != SCALAR_VALUE)
1391                                 verbose_a("off=%d", reg->off);
1392                         if (type_is_pkt_pointer(t))
1393                                 verbose_a("r=%d", reg->range);
1394                         else if (base_type(t) == CONST_PTR_TO_MAP ||
1395                                  base_type(t) == PTR_TO_MAP_KEY ||
1396                                  base_type(t) == PTR_TO_MAP_VALUE)
1397                                 verbose_a("ks=%d,vs=%d",
1398                                           reg->map_ptr->key_size,
1399                                           reg->map_ptr->value_size);
1400                         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
1401                                 /* Typically an immediate SCALAR_VALUE, but
1402                                  * could be a pointer whose offset is too big
1403                                  * for reg->off
1404                                  */
1405                                 verbose_a("imm=%llx", reg->var_off.value);
1406                         } else {
1407                                 if (reg->smin_value != reg->umin_value &&
1408                                     reg->smin_value != S64_MIN)
1409                                         verbose_a("smin=%lld", (long long)reg->smin_value);
1410                                 if (reg->smax_value != reg->umax_value &&
1411                                     reg->smax_value != S64_MAX)
1412                                         verbose_a("smax=%lld", (long long)reg->smax_value);
1413                                 if (reg->umin_value != 0)
1414                                         verbose_a("umin=%llu", (unsigned long long)reg->umin_value);
1415                                 if (reg->umax_value != U64_MAX)
1416                                         verbose_a("umax=%llu", (unsigned long long)reg->umax_value);
1417                                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
1418                                         char tn_buf[48];
1419
1420                                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
1421                                         verbose_a("var_off=%s", tn_buf);
1422                                 }
1423                                 if (reg->s32_min_value != reg->smin_value &&
1424                                     reg->s32_min_value != S32_MIN)
1425                                         verbose_a("s32_min=%d", (int)(reg->s32_min_value));
1426                                 if (reg->s32_max_value != reg->smax_value &&
1427                                     reg->s32_max_value != S32_MAX)
1428                                         verbose_a("s32_max=%d", (int)(reg->s32_max_value));
1429                                 if (reg->u32_min_value != reg->umin_value &&
1430                                     reg->u32_min_value != U32_MIN)
1431                                         verbose_a("u32_min=%d", (int)(reg->u32_min_value));
1432                                 if (reg->u32_max_value != reg->umax_value &&
1433                                     reg->u32_max_value != U32_MAX)
1434                                         verbose_a("u32_max=%d", (int)(reg->u32_max_value));
1435                         }
1436 #undef verbose_a
1437
1438                         verbose(env, ")");
1439                 }
1440         }
1441         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
1442                 char types_buf[BPF_REG_SIZE + 1];
1443                 bool valid = false;
1444                 int j;
1445
1446                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++) {
1447                         if (state->stack[i].slot_type[j] != STACK_INVALID)
1448                                 valid = true;
1449                         types_buf[j] = slot_type_char[state->stack[i].slot_type[j]];
1450                 }
1451                 types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
1452                 if (!valid)
1453                         continue;
1454                 if (!print_all && !stack_slot_scratched(env, i))
1455                         continue;
1456                 switch (state->stack[i].slot_type[BPF_REG_SIZE - 1]) {
1457                 case STACK_SPILL:
1458                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1459                         t = reg->type;
1460
1461                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1462                         print_liveness(env, reg->live);
1463                         verbose(env, "=%s", t == SCALAR_VALUE ? "" : reg_type_str(env, t));
1464                         if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
1465                                 verbose(env, "P");
1466                         if (t == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off))
1467                                 verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
1468                         break;
1469                 case STACK_DYNPTR:
1470                         i += BPF_DYNPTR_NR_SLOTS - 1;
1471                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1472
1473                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1474                         print_liveness(env, reg->live);
1475                         verbose(env, "=dynptr_%s", dynptr_type_str(reg->dynptr.type));
1476                         if (reg->ref_obj_id)
1477                                 verbose(env, "(ref_id=%d)", reg->ref_obj_id);
1478                         break;
1479                 case STACK_ITER:
1480                         /* only main slot has ref_obj_id set; skip others */
1481                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1482                         if (!reg->ref_obj_id)
1483                                 continue;
1484
1485                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1486                         print_liveness(env, reg->live);
1487                         verbose(env, "=iter_%s(ref_id=%d,state=%s,depth=%u)",
1488                                 iter_type_str(reg->iter.btf, reg->iter.btf_id),
1489                                 reg->ref_obj_id, iter_state_str(reg->iter.state),
1490                                 reg->iter.depth);
1491                         break;
1492                 case STACK_MISC:
1493                 case STACK_ZERO:
1494                 default:
1495                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1496
1497                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1498                                 types_buf[j] = slot_type_char[state->stack[i].slot_type[j]];
1499                         types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
1500
1501                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1502                         print_liveness(env, reg->live);
1503                         verbose(env, "=%s", types_buf);
1504                         break;
1505                 }
1506         }
1507         if (state->acquired_refs && state->refs[0].id) {
1508                 verbose(env, " refs=%d", state->refs[0].id);
1509                 for (i = 1; i < state->acquired_refs; i++)
1510                         if (state->refs[i].id)
1511                                 verbose(env, ",%d", state->refs[i].id);
1512         }
1513         if (state->in_callback_fn)
1514                 verbose(env, " cb");
1515         if (state->in_async_callback_fn)
1516                 verbose(env, " async_cb");
1517         verbose(env, "\n");
1518         mark_verifier_state_clean(env);
1519 }
1520
1521 static inline u32 vlog_alignment(u32 pos)
1522 {
1523         return round_up(max(pos + BPF_LOG_MIN_ALIGNMENT / 2, BPF_LOG_ALIGNMENT),
1524                         BPF_LOG_MIN_ALIGNMENT) - pos - 1;
1525 }
1526
1527 static void print_insn_state(struct bpf_verifier_env *env,
1528                              const struct bpf_func_state *state)
1529 {
1530         if (env->prev_log_pos && env->prev_log_pos == env->log.end_pos) {
1531                 /* remove new line character */
1532                 bpf_vlog_reset(&env->log, env->prev_log_pos - 1);
1533                 verbose(env, "%*c;", vlog_alignment(env->prev_insn_print_pos), ' ');
1534         } else {
1535                 verbose(env, "%d:", env->insn_idx);
1536         }
1537         print_verifier_state(env, state, false);
1538 }
1539
1540 /* copy array src of length n * size bytes to dst. dst is reallocated if it's too
1541  * small to hold src. This is different from krealloc since we don't want to preserve
1542  * the contents of dst.
1543  *
1544  * Leaves dst untouched if src is NULL or length is zero. Returns NULL if memory could
1545  * not be allocated.
1546  */
1547 static void *copy_array(void *dst, const void *src, size_t n, size_t size, gfp_t flags)
1548 {
1549         size_t alloc_bytes;
1550         void *orig = dst;
1551         size_t bytes;
1552
1553         if (ZERO_OR_NULL_PTR(src))
1554                 goto out;
1555
1556         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
1557                 return NULL;
1558
1559         alloc_bytes = max(ksize(orig), kmalloc_size_roundup(bytes));
1560         dst = krealloc(orig, alloc_bytes, flags);
1561         if (!dst) {
1562                 kfree(orig);
1563                 return NULL;
1564         }
1565
1566         memcpy(dst, src, bytes);
1567 out:
1568         return dst ? dst : ZERO_SIZE_PTR;
1569 }
1570
1571 /* resize an array from old_n items to new_n items. the array is reallocated if it's too
1572  * small to hold new_n items. new items are zeroed out if the array grows.
1573  *
1574  * Contrary to krealloc_array, does not free arr if new_n is zero.
1575  */
1576 static void *realloc_array(void *arr, size_t old_n, size_t new_n, size_t size)
1577 {
1578         size_t alloc_size;
1579         void *new_arr;
1580
1581         if (!new_n || old_n == new_n)
1582                 goto out;
1583
1584         alloc_size = kmalloc_size_roundup(size_mul(new_n, size));
1585         new_arr = krealloc(arr, alloc_size, GFP_KERNEL);
1586         if (!new_arr) {
1587                 kfree(arr);
1588                 return NULL;
1589         }
1590         arr = new_arr;
1591
1592         if (new_n > old_n)
1593                 memset(arr + old_n * size, 0, (new_n - old_n) * size);
1594
1595 out:
1596         return arr ? arr : ZERO_SIZE_PTR;
1597 }
1598
1599 static int copy_reference_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1600 {
1601         dst->refs = copy_array(dst->refs, src->refs, src->acquired_refs,
1602                                sizeof(struct bpf_reference_state), GFP_KERNEL);
1603         if (!dst->refs)
1604                 return -ENOMEM;
1605
1606         dst->acquired_refs = src->acquired_refs;
1607         return 0;
1608 }
1609
1610 static int copy_stack_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1611 {
1612         size_t n = src->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
1613
1614         dst->stack = copy_array(dst->stack, src->stack, n, sizeof(struct bpf_stack_state),
1615                                 GFP_KERNEL);
1616         if (!dst->stack)
1617                 return -ENOMEM;
1618
1619         dst->allocated_stack = src->allocated_stack;
1620         return 0;
1621 }
1622
1623 static int resize_reference_state(struct bpf_func_state *state, size_t n)
1624 {
1625         state->refs = realloc_array(state->refs, state->acquired_refs, n,
1626                                     sizeof(struct bpf_reference_state));
1627         if (!state->refs)
1628                 return -ENOMEM;
1629
1630         state->acquired_refs = n;
1631         return 0;
1632 }
1633
1634 static int grow_stack_state(struct bpf_func_state *state, int size)
1635 {
1636         size_t old_n = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE, n = size / BPF_REG_SIZE;
1637
1638         if (old_n >= n)
1639                 return 0;
1640
1641         state->stack = realloc_array(state->stack, old_n, n, sizeof(struct bpf_stack_state));
1642         if (!state->stack)
1643                 return -ENOMEM;
1644
1645         state->allocated_stack = size;
1646         return 0;
1647 }
1648
1649 /* Acquire a pointer id from the env and update the state->refs to include
1650  * this new pointer reference.
1651  * On success, returns a valid pointer id to associate with the register
1652  * On failure, returns a negative errno.
1653  */
1654 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
1655 {
1656         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
1657         int new_ofs = state->acquired_refs;
1658         int id, err;
1659
1660         err = resize_reference_state(state, state->acquired_refs + 1);
1661         if (err)
1662                 return err;
1663         id = ++env->id_gen;
1664         state->refs[new_ofs].id = id;
1665         state->refs[new_ofs].insn_idx = insn_idx;
1666         state->refs[new_ofs].callback_ref = state->in_callback_fn ? state->frameno : 0;
1667
1668         return id;
1669 }
1670
1671 /* release function corresponding to acquire_reference_state(). Idempotent. */
1672 static int release_reference_state(struct bpf_func_state *state, int ptr_id)
1673 {
1674         int i, last_idx;
1675
1676         last_idx = state->acquired_refs - 1;
1677         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
1678                 if (state->refs[i].id == ptr_id) {
1679                         /* Cannot release caller references in callbacks */
1680                         if (state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
1681                                 return -EINVAL;
1682                         if (last_idx && i != last_idx)
1683                                 memcpy(&state->refs[i], &state->refs[last_idx],
1684                                        sizeof(*state->refs));
1685                         memset(&state->refs[last_idx], 0, sizeof(*state->refs));
1686                         state->acquired_refs--;
1687                         return 0;
1688                 }
1689         }
1690         return -EINVAL;
1691 }
1692
1693 static void free_func_state(struct bpf_func_state *state)
1694 {
1695         if (!state)
1696                 return;
1697         kfree(state->refs);
1698         kfree(state->stack);
1699         kfree(state);
1700 }
1701
1702 static void clear_jmp_history(struct bpf_verifier_state *state)
1703 {
1704         kfree(state->jmp_history);
1705         state->jmp_history = NULL;
1706         state->jmp_history_cnt = 0;
1707 }
1708
1709 static void free_verifier_state(struct bpf_verifier_state *state,
1710                                 bool free_self)
1711 {
1712         int i;
1713
1714         for (i = 0; i <= state->curframe; i++) {
1715                 free_func_state(state->frame[i]);
1716                 state->frame[i] = NULL;
1717         }
1718         clear_jmp_history(state);
1719         if (free_self)
1720                 kfree(state);
1721 }
1722
1723 /* copy verifier state from src to dst growing dst stack space
1724  * when necessary to accommodate larger src stack
1725  */
1726 static int copy_func_state(struct bpf_func_state *dst,
1727                            const struct bpf_func_state *src)
1728 {
1729         int err;
1730
1731         memcpy(dst, src, offsetof(struct bpf_func_state, acquired_refs));
1732         err = copy_reference_state(dst, src);
1733         if (err)
1734                 return err;
1735         return copy_stack_state(dst, src);
1736 }
1737
1738 static int copy_verifier_state(struct bpf_verifier_state *dst_state,
1739                                const struct bpf_verifier_state *src)
1740 {
1741         struct bpf_func_state *dst;
1742         int i, err;
1743
1744         dst_state->jmp_history = copy_array(dst_state->jmp_history, src->jmp_history,
1745                                             src->jmp_history_cnt, sizeof(struct bpf_idx_pair),
1746                                             GFP_USER);
1747         if (!dst_state->jmp_history)
1748                 return -ENOMEM;
1749         dst_state->jmp_history_cnt = src->jmp_history_cnt;
1750
1751         /* if dst has more stack frames then src frame, free them */
1752         for (i = src->curframe + 1; i <= dst_state->curframe; i++) {
1753                 free_func_state(dst_state->frame[i]);
1754                 dst_state->frame[i] = NULL;
1755         }
1756         dst_state->speculative = src->speculative;
1757         dst_state->active_rcu_lock = src->active_rcu_lock;
1758         dst_state->curframe = src->curframe;
1759         dst_state->active_lock.ptr = src->active_lock.ptr;
1760         dst_state->active_lock.id = src->active_lock.id;
1761         dst_state->branches = src->branches;
1762         dst_state->parent = src->parent;
1763         dst_state->first_insn_idx = src->first_insn_idx;
1764         dst_state->last_insn_idx = src->last_insn_idx;
1765         for (i = 0; i <= src->curframe; i++) {
1766                 dst = dst_state->frame[i];
1767                 if (!dst) {
1768                         dst = kzalloc(sizeof(*dst), GFP_KERNEL);
1769                         if (!dst)
1770                                 return -ENOMEM;
1771                         dst_state->frame[i] = dst;
1772                 }
1773                 err = copy_func_state(dst, src->frame[i]);
1774                 if (err)
1775                         return err;
1776         }
1777         return 0;
1778 }
1779
1780 static void update_branch_counts(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
1781 {
1782         while (st) {
1783                 u32 br = --st->branches;
1784
1785                 /* WARN_ON(br > 1) technically makes sense here,
1786                  * but see comment in push_stack(), hence:
1787                  */
1788                 WARN_ONCE((int)br < 0,
1789                           "BUG update_branch_counts:branches_to_explore=%d\n",
1790                           br);
1791                 if (br)
1792                         break;
1793                 st = st->parent;
1794         }
1795 }
1796
1797 static int pop_stack(struct bpf_verifier_env *env, int *prev_insn_idx,
1798                      int *insn_idx, bool pop_log)
1799 {
1800         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1801         struct bpf_verifier_stack_elem *elem, *head = env->head;
1802         int err;
1803
1804         if (env->head == NULL)
1805                 return -ENOENT;
1806
1807         if (cur) {
1808                 err = copy_verifier_state(cur, &head->st);
1809                 if (err)
1810                         return err;
1811         }
1812         if (pop_log)
1813                 bpf_vlog_reset(&env->log, head->log_pos);
1814         if (insn_idx)
1815                 *insn_idx = head->insn_idx;
1816         if (prev_insn_idx)
1817                 *prev_insn_idx = head->prev_insn_idx;
1818         elem = head->next;
1819         free_verifier_state(&head->st, false);
1820         kfree(head);
1821         env->head = elem;
1822         env->stack_size--;
1823         return 0;
1824 }
1825
1826 static struct bpf_verifier_state *push_stack(struct bpf_verifier_env *env,
1827                                              int insn_idx, int prev_insn_idx,
1828                                              bool speculative)
1829 {
1830         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1831         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
1832         int err;
1833
1834         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
1835         if (!elem)
1836                 goto err;
1837
1838         elem->insn_idx = insn_idx;
1839         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
1840         elem->next = env->head;
1841         elem->log_pos = env->log.end_pos;
1842         env->head = elem;
1843         env->stack_size++;
1844         err = copy_verifier_state(&elem->st, cur);
1845         if (err)
1846                 goto err;
1847         elem->st.speculative |= speculative;
1848         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
1849                 verbose(env, "The sequence of %d jumps is too complex.\n",
1850                         env->stack_size);
1851                 goto err;
1852         }
1853         if (elem->st.parent) {
1854                 ++elem->st.parent->branches;
1855                 /* WARN_ON(branches > 2) technically makes sense here,
1856                  * but
1857                  * 1. speculative states will bump 'branches' for non-branch
1858                  * instructions
1859                  * 2. is_state_visited() heuristics may decide not to create
1860                  * a new state for a sequence of branches and all such current
1861                  * and cloned states will be pointing to a single parent state
1862                  * which might have large 'branches' count.
1863                  */
1864         }
1865         return &elem->st;
1866 err:
1867         free_verifier_state(env->cur_state, true);
1868         env->cur_state = NULL;
1869         /* pop all elements and return */
1870         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
1871         return NULL;
1872 }
1873
1874 #define CALLER_SAVED_REGS 6
1875 static const int caller_saved[CALLER_SAVED_REGS] = {
1876         BPF_REG_0, BPF_REG_1, BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4, BPF_REG_5
1877 };
1878
1879 /* This helper doesn't clear reg->id */
1880 static void ___mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1881 {
1882         reg->var_off = tnum_const(imm);
1883         reg->smin_value = (s64)imm;
1884         reg->smax_value = (s64)imm;
1885         reg->umin_value = imm;
1886         reg->umax_value = imm;
1887
1888         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1889         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1890         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1891         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1892 }
1893
1894 /* Mark the unknown part of a register (variable offset or scalar value) as
1895  * known to have the value @imm.
1896  */
1897 static void __mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1898 {
1899         /* Clear off and union(map_ptr, range) */
1900         memset(((u8 *)reg) + sizeof(reg->type), 0,
1901                offsetof(struct bpf_reg_state, var_off) - sizeof(reg->type));
1902         reg->id = 0;
1903         reg->ref_obj_id = 0;
1904         ___mark_reg_known(reg, imm);
1905 }
1906
1907 static void __mark_reg32_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1908 {
1909         reg->var_off = tnum_const_subreg(reg->var_off, imm);
1910         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1911         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1912         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1913         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1914 }
1915
1916 /* Mark the 'variable offset' part of a register as zero.  This should be
1917  * used only on registers holding a pointer type.
1918  */
1919 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1920 {
1921         __mark_reg_known(reg, 0);
1922 }
1923
1924 static void __mark_reg_const_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1925 {
1926         __mark_reg_known(reg, 0);
1927         reg->type = SCALAR_VALUE;
1928 }
1929
1930 static void mark_reg_known_zero(struct bpf_verifier_env *env,
1931                                 struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1932 {
1933         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1934                 verbose(env, "mark_reg_known_zero(regs, %u)\n", regno);
1935                 /* Something bad happened, let's kill all regs */
1936                 for (regno = 0; regno < MAX_BPF_REG; regno++)
1937                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1938                 return;
1939         }
1940         __mark_reg_known_zero(regs + regno);
1941 }
1942
1943 static void __mark_dynptr_reg(struct bpf_reg_state *reg, enum bpf_dynptr_type type,
1944                               bool first_slot, int dynptr_id)
1945 {
1946         /* reg->type has no meaning for STACK_DYNPTR, but when we set reg for
1947          * callback arguments, it does need to be CONST_PTR_TO_DYNPTR, so simply
1948          * set it unconditionally as it is ignored for STACK_DYNPTR anyway.
1949          */
1950         __mark_reg_known_zero(reg);
1951         reg->type = CONST_PTR_TO_DYNPTR;
1952         /* Give each dynptr a unique id to uniquely associate slices to it. */
1953         reg->id = dynptr_id;
1954         reg->dynptr.type = type;
1955         reg->dynptr.first_slot = first_slot;
1956 }
1957
1958 static void mark_ptr_not_null_reg(struct bpf_reg_state *reg)
1959 {
1960         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MAP_VALUE) {
1961                 const struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
1962
1963                 if (map->inner_map_meta) {
1964                         reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
1965                         reg->map_ptr = map->inner_map_meta;
1966                         /* transfer reg's id which is unique for every map_lookup_elem
1967                          * as UID of the inner map.
1968                          */
1969                         if (btf_record_has_field(map->inner_map_meta->record, BPF_TIMER))
1970                                 reg->map_uid = reg->id;
1971                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_XSKMAP) {
1972                         reg->type = PTR_TO_XDP_SOCK;
1973                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
1974                            map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH) {
1975                         reg->type = PTR_TO_SOCKET;
1976                 } else {
1977                         reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
1978                 }
1979                 return;
1980         }
1981
1982         reg->type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
1983 }
1984
1985 static void mark_reg_graph_node(struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
1986                                 struct btf_field_graph_root *ds_head)
1987 {
1988         __mark_reg_known_zero(&regs[regno]);
1989         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
1990         regs[regno].btf = ds_head->btf;
1991         regs[regno].btf_id = ds_head->value_btf_id;
1992         regs[regno].off = ds_head->node_offset;
1993 }
1994
1995 static bool reg_is_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg)
1996 {
1997         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
1998 }
1999
2000 static bool reg_is_pkt_pointer_any(const struct bpf_reg_state *reg)
2001 {
2002         return reg_is_pkt_pointer(reg) ||
2003                reg->type == PTR_TO_PACKET_END;
2004 }
2005
2006 static bool reg_is_dynptr_slice_pkt(const struct bpf_reg_state *reg)
2007 {
2008         return base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM &&
2009                 (reg->type & DYNPTR_TYPE_SKB || reg->type & DYNPTR_TYPE_XDP);
2010 }
2011
2012 /* Unmodified PTR_TO_PACKET[_META,_END] register from ctx access. */
2013 static bool reg_is_init_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg,
2014                                     enum bpf_reg_type which)
2015 {
2016         /* The register can already have a range from prior markings.
2017          * This is fine as long as it hasn't been advanced from its
2018          * origin.
2019          */
2020         return reg->type == which &&
2021                reg->id == 0 &&
2022                reg->off == 0 &&
2023                tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
2024 }
2025
2026 /* Reset the min/max bounds of a register */
2027 static void __mark_reg_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2028 {
2029         reg->smin_value = S64_MIN;
2030         reg->smax_value = S64_MAX;
2031         reg->umin_value = 0;
2032         reg->umax_value = U64_MAX;
2033
2034         reg->s32_min_value = S32_MIN;
2035         reg->s32_max_value = S32_MAX;
2036         reg->u32_min_value = 0;
2037         reg->u32_max_value = U32_MAX;
2038 }
2039
2040 static void __mark_reg64_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2041 {
2042         reg->smin_value = S64_MIN;
2043         reg->smax_value = S64_MAX;
2044         reg->umin_value = 0;
2045         reg->umax_value = U64_MAX;
2046 }
2047
2048 static void __mark_reg32_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2049 {
2050         reg->s32_min_value = S32_MIN;
2051         reg->s32_max_value = S32_MAX;
2052         reg->u32_min_value = 0;
2053         reg->u32_max_value = U32_MAX;
2054 }
2055
2056 static void __update_reg32_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2057 {
2058         struct tnum var32_off = tnum_subreg(reg->var_off);
2059
2060         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
2061         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value,
2062                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MIN));
2063         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
2064         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value,
2065                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MAX));
2066         reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)var32_off.value);
2067         reg->u32_max_value = min(reg->u32_max_value,
2068                                  (u32)(var32_off.value | var32_off.mask));
2069 }
2070
2071 static void __update_reg64_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2072 {
2073         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
2074         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value,
2075                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MIN));
2076         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
2077         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value,
2078                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MAX));
2079         reg->umin_value = max(reg->umin_value, reg->var_off.value);
2080         reg->umax_value = min(reg->umax_value,
2081                               reg->var_off.value | reg->var_off.mask);
2082 }
2083
2084 static void __update_reg_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2085 {
2086         __update_reg32_bounds(reg);
2087         __update_reg64_bounds(reg);
2088 }
2089
2090 /* Uses signed min/max values to inform unsigned, and vice-versa */
2091 static void __reg32_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2092 {
2093         /* Learn sign from signed bounds.
2094          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
2095          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
2096          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
2097          */
2098         if (reg->s32_min_value >= 0 || reg->s32_max_value < 0) {
2099                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
2100                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
2101                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
2102                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
2103                 return;
2104         }
2105         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
2106          * boundary, so we must be careful.
2107          */
2108         if ((s32)reg->u32_max_value >= 0) {
2109                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
2110                  * is positive, hence safe.
2111                  */
2112                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value;
2113                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
2114                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
2115         } else if ((s32)reg->u32_min_value < 0) {
2116                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
2117                  * is negative, hence safe.
2118                  */
2119                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
2120                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
2121                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value;
2122         }
2123 }
2124
2125 static void __reg64_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2126 {
2127         /* Learn sign from signed bounds.
2128          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
2129          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
2130          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
2131          */
2132         if (reg->smin_value >= 0 || reg->smax_value < 0) {
2133                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
2134                                                           reg->umin_value);
2135                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
2136                                                           reg->umax_value);
2137                 return;
2138         }
2139         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
2140          * boundary, so we must be careful.
2141          */
2142         if ((s64)reg->umax_value >= 0) {
2143                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
2144                  * is positive, hence safe.
2145                  */
2146                 reg->smin_value = reg->umin_value;
2147                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
2148                                                           reg->umax_value);
2149         } else if ((s64)reg->umin_value < 0) {
2150                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
2151                  * is negative, hence safe.
2152                  */
2153                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
2154                                                           reg->umin_value);
2155                 reg->smax_value = reg->umax_value;
2156         }
2157 }
2158
2159 static void __reg_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2160 {
2161         __reg32_deduce_bounds(reg);
2162         __reg64_deduce_bounds(reg);
2163 }
2164
2165 /* Attempts to improve var_off based on unsigned min/max information */
2166 static void __reg_bound_offset(struct bpf_reg_state *reg)
2167 {
2168         struct tnum var64_off = tnum_intersect(reg->var_off,
2169                                                tnum_range(reg->umin_value,
2170                                                           reg->umax_value));
2171         struct tnum var32_off = tnum_intersect(tnum_subreg(var64_off),
2172                                                tnum_range(reg->u32_min_value,
2173                                                           reg->u32_max_value));
2174
2175         reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(var64_off), var32_off);
2176 }
2177
2178 static void reg_bounds_sync(struct bpf_reg_state *reg)
2179 {
2180         /* We might have learned new bounds from the var_off. */
2181         __update_reg_bounds(reg);
2182         /* We might have learned something about the sign bit. */
2183         __reg_deduce_bounds(reg);
2184         /* We might have learned some bits from the bounds. */
2185         __reg_bound_offset(reg);
2186         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
2187          * slightly, e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
2188          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
2189          */
2190         __update_reg_bounds(reg);
2191 }
2192
2193 static bool __reg32_bound_s64(s32 a)
2194 {
2195         return a >= 0 && a <= S32_MAX;
2196 }
2197
2198 static void __reg_assign_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
2199 {
2200         reg->umin_value = reg->u32_min_value;
2201         reg->umax_value = reg->u32_max_value;
2202
2203         /* Attempt to pull 32-bit signed bounds into 64-bit bounds but must
2204          * be positive otherwise set to worse case bounds and refine later
2205          * from tnum.
2206          */
2207         if (__reg32_bound_s64(reg->s32_min_value) &&
2208             __reg32_bound_s64(reg->s32_max_value)) {
2209                 reg->smin_value = reg->s32_min_value;
2210                 reg->smax_value = reg->s32_max_value;
2211         } else {
2212                 reg->smin_value = 0;
2213                 reg->smax_value = U32_MAX;
2214         }
2215 }
2216
2217 static void __reg_combine_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
2218 {
2219         /* special case when 64-bit register has upper 32-bit register
2220          * zeroed. Typically happens after zext or <<32, >>32 sequence
2221          * allowing us to use 32-bit bounds directly,
2222          */
2223         if (tnum_equals_const(tnum_clear_subreg(reg->var_off), 0)) {
2224                 __reg_assign_32_into_64(reg);
2225         } else {
2226                 /* Otherwise the best we can do is push lower 32bit known and
2227                  * unknown bits into register (var_off set from jmp logic)
2228                  * then learn as much as possible from the 64-bit tnum
2229                  * known and unknown bits. The previous smin/smax bounds are
2230                  * invalid here because of jmp32 compare so mark them unknown
2231                  * so they do not impact tnum bounds calculation.
2232                  */
2233                 __mark_reg64_unbounded(reg);
2234         }
2235         reg_bounds_sync(reg);
2236 }
2237
2238 static bool __reg64_bound_s32(s64 a)
2239 {
2240         return a >= S32_MIN && a <= S32_MAX;
2241 }
2242
2243 static bool __reg64_bound_u32(u64 a)
2244 {
2245         return a >= U32_MIN && a <= U32_MAX;
2246 }
2247
2248 static void __reg_combine_64_into_32(struct bpf_reg_state *reg)
2249 {
2250         __mark_reg32_unbounded(reg);
2251         if (__reg64_bound_s32(reg->smin_value) && __reg64_bound_s32(reg->smax_value)) {
2252                 reg->s32_min_value = (s32)reg->smin_value;
2253                 reg->s32_max_value = (s32)reg->smax_value;
2254         }
2255         if (__reg64_bound_u32(reg->umin_value) && __reg64_bound_u32(reg->umax_value)) {
2256                 reg->u32_min_value = (u32)reg->umin_value;
2257                 reg->u32_max_value = (u32)reg->umax_value;
2258         }
2259         reg_bounds_sync(reg);
2260 }
2261
2262 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value. */
2263 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
2264                                struct bpf_reg_state *reg)
2265 {
2266         /*
2267          * Clear type, off, and union(map_ptr, range) and
2268          * padding between 'type' and union
2269          */
2270         memset(reg, 0, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off));
2271         reg->type = SCALAR_VALUE;
2272         reg->id = 0;
2273         reg->ref_obj_id = 0;
2274         reg->var_off = tnum_unknown;
2275         reg->frameno = 0;
2276         reg->precise = !env->bpf_capable;
2277         __mark_reg_unbounded(reg);
2278 }
2279
2280 static void mark_reg_unknown(struct bpf_verifier_env *env,
2281                              struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
2282 {
2283         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
2284                 verbose(env, "mark_reg_unknown(regs, %u)\n", regno);
2285                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
2286                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
2287                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2288                 return;
2289         }
2290         __mark_reg_unknown(env, regs + regno);
2291 }
2292
2293 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
2294                                 struct bpf_reg_state *reg)
2295 {
2296         __mark_reg_unknown(env, reg);
2297         reg->type = NOT_INIT;
2298 }
2299
2300 static void mark_reg_not_init(struct bpf_verifier_env *env,
2301                               struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
2302 {
2303         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
2304                 verbose(env, "mark_reg_not_init(regs, %u)\n", regno);
2305                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
2306                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
2307                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2308                 return;
2309         }
2310         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2311 }
2312
2313 static void mark_btf_ld_reg(struct bpf_verifier_env *env,
2314                             struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
2315                             enum bpf_reg_type reg_type,
2316                             struct btf *btf, u32 btf_id,
2317                             enum bpf_type_flag flag)
2318 {
2319         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
2320                 mark_reg_unknown(env, regs, regno);
2321                 return;
2322         }
2323         mark_reg_known_zero(env, regs, regno);
2324         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | flag;
2325         regs[regno].btf = btf;
2326         regs[regno].btf_id = btf_id;
2327 }
2328
2329 #define DEF_NOT_SUBREG  (0)
2330 static void init_reg_state(struct bpf_verifier_env *env,
2331                            struct bpf_func_state *state)
2332 {
2333         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
2334         int i;
2335
2336         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
2337                 mark_reg_not_init(env, regs, i);
2338                 regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
2339                 regs[i].parent = NULL;
2340                 regs[i].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
2341         }
2342
2343         /* frame pointer */
2344         regs[BPF_REG_FP].type = PTR_TO_STACK;
2345         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_FP);
2346         regs[BPF_REG_FP].frameno = state->frameno;
2347 }
2348
2349 #define BPF_MAIN_FUNC (-1)
2350 static void init_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
2351                             struct bpf_func_state *state,
2352                             int callsite, int frameno, int subprogno)
2353 {
2354         state->callsite = callsite;
2355         state->frameno = frameno;
2356         state->subprogno = subprogno;
2357         state->callback_ret_range = tnum_range(0, 0);
2358         init_reg_state(env, state);
2359         mark_verifier_state_scratched(env);
2360 }
2361
2362 /* Similar to push_stack(), but for async callbacks */
2363 static struct bpf_verifier_state *push_async_cb(struct bpf_verifier_env *env,
2364                                                 int insn_idx, int prev_insn_idx,
2365                                                 int subprog)
2366 {
2367         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
2368         struct bpf_func_state *frame;
2369
2370         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
2371         if (!elem)
2372                 goto err;
2373
2374         elem->insn_idx = insn_idx;
2375         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
2376         elem->next = env->head;
2377         elem->log_pos = env->log.end_pos;
2378         env->head = elem;
2379         env->stack_size++;
2380         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
2381                 verbose(env,
2382                         "The sequence of %d jumps is too complex for async cb.\n",
2383                         env->stack_size);
2384                 goto err;
2385         }
2386         /* Unlike push_stack() do not copy_verifier_state().
2387          * The caller state doesn't matter.
2388          * This is async callback. It starts in a fresh stack.
2389          * Initialize it similar to do_check_common().
2390          */
2391         elem->st.branches = 1;
2392         frame = kzalloc(sizeof(*frame), GFP_KERNEL);
2393         if (!frame)
2394                 goto err;
2395         init_func_state(env, frame,
2396                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
2397                         0 /* frameno within this callchain */,
2398                         subprog /* subprog number within this prog */);
2399         elem->st.frame[0] = frame;
2400         return &elem->st;
2401 err:
2402         free_verifier_state(env->cur_state, true);
2403         env->cur_state = NULL;
2404         /* pop all elements and return */
2405         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
2406         return NULL;
2407 }
2408
2409
2410 enum reg_arg_type {
2411         SRC_OP,         /* register is used as source operand */
2412         DST_OP,         /* register is used as destination operand */
2413         DST_OP_NO_MARK  /* same as above, check only, don't mark */
2414 };
2415
2416 static int cmp_subprogs(const void *a, const void *b)
2417 {
2418         return ((struct bpf_subprog_info *)a)->start -
2419                ((struct bpf_subprog_info *)b)->start;
2420 }
2421
2422 static int find_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
2423 {
2424         struct bpf_subprog_info *p;
2425
2426         p = bsearch(&off, env->subprog_info, env->subprog_cnt,
2427                     sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs);
2428         if (!p)
2429                 return -ENOENT;
2430         return p - env->subprog_info;
2431
2432 }
2433
2434 static int add_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
2435 {
2436         int insn_cnt = env->prog->len;
2437         int ret;
2438
2439         if (off >= insn_cnt || off < 0) {
2440                 verbose(env, "call to invalid destination\n");
2441                 return -EINVAL;
2442         }
2443         ret = find_subprog(env, off);
2444         if (ret >= 0)
2445                 return ret;
2446         if (env->subprog_cnt >= BPF_MAX_SUBPROGS) {
2447                 verbose(env, "too many subprograms\n");
2448                 return -E2BIG;
2449         }
2450         /* determine subprog starts. The end is one before the next starts */
2451         env->subprog_info[env->subprog_cnt++].start = off;
2452         sort(env->subprog_info, env->subprog_cnt,
2453              sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs, NULL);
2454         return env->subprog_cnt - 1;
2455 }
2456
2457 #define MAX_KFUNC_DESCS 256
2458 #define MAX_KFUNC_BTFS  256
2459
2460 struct bpf_kfunc_desc {
2461         struct btf_func_model func_model;
2462         u32 func_id;
2463         s32 imm;
2464         u16 offset;
2465         unsigned long addr;
2466 };
2467
2468 struct bpf_kfunc_btf {
2469         struct btf *btf;
2470         struct module *module;
2471         u16 offset;
2472 };
2473
2474 struct bpf_kfunc_desc_tab {
2475         /* Sorted by func_id (BTF ID) and offset (fd_array offset) during
2476          * verification. JITs do lookups by bpf_insn, where func_id may not be
2477          * available, therefore at the end of verification do_misc_fixups()
2478          * sorts this by imm and offset.
2479          */
2480         struct bpf_kfunc_desc descs[MAX_KFUNC_DESCS];
2481         u32 nr_descs;
2482 };
2483
2484 struct bpf_kfunc_btf_tab {
2485         struct bpf_kfunc_btf descs[MAX_KFUNC_BTFS];
2486         u32 nr_descs;
2487 };
2488
2489 static int kfunc_desc_cmp_by_id_off(const void *a, const void *b)
2490 {
2491         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2492         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2493
2494         /* func_id is not greater than BTF_MAX_TYPE */
2495         return d0->func_id - d1->func_id ?: d0->offset - d1->offset;
2496 }
2497
2498 static int kfunc_btf_cmp_by_off(const void *a, const void *b)
2499 {
2500         const struct bpf_kfunc_btf *d0 = a;
2501         const struct bpf_kfunc_btf *d1 = b;
2502
2503         return d0->offset - d1->offset;
2504 }
2505
2506 static const struct bpf_kfunc_desc *
2507 find_kfunc_desc(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id, u16 offset)
2508 {
2509         struct bpf_kfunc_desc desc = {
2510                 .func_id = func_id,
2511                 .offset = offset,
2512         };
2513         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2514
2515         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2516         return bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2517                        sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_id_off);
2518 }
2519
2520 int bpf_get_kfunc_addr(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id,
2521                        u16 btf_fd_idx, u8 **func_addr)
2522 {
2523         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
2524
2525         desc = find_kfunc_desc(prog, func_id, btf_fd_idx);
2526         if (!desc)
2527                 return -EFAULT;
2528
2529         *func_addr = (u8 *)desc->addr;
2530         return 0;
2531 }
2532
2533 static struct btf *__find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env,
2534                                          s16 offset)
2535 {
2536         struct bpf_kfunc_btf kf_btf = { .offset = offset };
2537         struct bpf_kfunc_btf_tab *tab;
2538         struct bpf_kfunc_btf *b;
2539         struct module *mod;
2540         struct btf *btf;
2541         int btf_fd;
2542
2543         tab = env->prog->aux->kfunc_btf_tab;
2544         b = bsearch(&kf_btf, tab->descs, tab->nr_descs,
2545                     sizeof(tab->descs[0]), kfunc_btf_cmp_by_off);
2546         if (!b) {
2547                 if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_BTFS) {
2548                         verbose(env, "too many different module BTFs\n");
2549                         return ERR_PTR(-E2BIG);
2550                 }
2551
2552                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
2553                         verbose(env, "kfunc offset > 0 without fd_array is invalid\n");
2554                         return ERR_PTR(-EPROTO);
2555                 }
2556
2557                 if (copy_from_bpfptr_offset(&btf_fd, env->fd_array,
2558                                             offset * sizeof(btf_fd),
2559                                             sizeof(btf_fd)))
2560                         return ERR_PTR(-EFAULT);
2561
2562                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
2563                 if (IS_ERR(btf)) {
2564                         verbose(env, "invalid module BTF fd specified\n");
2565                         return btf;
2566                 }
2567
2568                 if (!btf_is_module(btf)) {
2569                         verbose(env, "BTF fd for kfunc is not a module BTF\n");
2570                         btf_put(btf);
2571                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2572                 }
2573
2574                 mod = btf_try_get_module(btf);
2575                 if (!mod) {
2576                         btf_put(btf);
2577                         return ERR_PTR(-ENXIO);
2578                 }
2579
2580                 b = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2581                 b->btf = btf;
2582                 b->module = mod;
2583                 b->offset = offset;
2584
2585                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2586                      kfunc_btf_cmp_by_off, NULL);
2587         }
2588         return b->btf;
2589 }
2590
2591 void bpf_free_kfunc_btf_tab(struct bpf_kfunc_btf_tab *tab)
2592 {
2593         if (!tab)
2594                 return;
2595
2596         while (tab->nr_descs--) {
2597                 module_put(tab->descs[tab->nr_descs].module);
2598                 btf_put(tab->descs[tab->nr_descs].btf);
2599         }
2600         kfree(tab);
2601 }
2602
2603 static struct btf *find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env, s16 offset)
2604 {
2605         if (offset) {
2606                 if (offset < 0) {
2607                         /* In the future, this can be allowed to increase limit
2608                          * of fd index into fd_array, interpreted as u16.
2609                          */
2610                         verbose(env, "negative offset disallowed for kernel module function call\n");
2611                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2612                 }
2613
2614                 return __find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2615         }
2616         return btf_vmlinux ?: ERR_PTR(-ENOENT);
2617 }
2618
2619 static int add_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, u32 func_id, s16 offset)
2620 {
2621         const struct btf_type *func, *func_proto;
2622         struct bpf_kfunc_btf_tab *btf_tab;
2623         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2624         struct bpf_prog_aux *prog_aux;
2625         struct bpf_kfunc_desc *desc;
2626         const char *func_name;
2627         struct btf *desc_btf;
2628         unsigned long call_imm;
2629         unsigned long addr;
2630         int err;
2631
2632         prog_aux = env->prog->aux;
2633         tab = prog_aux->kfunc_tab;
2634         btf_tab = prog_aux->kfunc_btf_tab;
2635         if (!tab) {
2636                 if (!btf_vmlinux) {
2637                         verbose(env, "calling kernel function is not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
2638                         return -ENOTSUPP;
2639                 }
2640
2641                 if (!env->prog->jit_requested) {
2642                         verbose(env, "JIT is required for calling kernel function\n");
2643                         return -ENOTSUPP;
2644                 }
2645
2646                 if (!bpf_jit_supports_kfunc_call()) {
2647                         verbose(env, "JIT does not support calling kernel function\n");
2648                         return -ENOTSUPP;
2649                 }
2650
2651                 if (!env->prog->gpl_compatible) {
2652                         verbose(env, "cannot call kernel function from non-GPL compatible program\n");
2653                         return -EINVAL;
2654                 }
2655
2656                 tab = kzalloc(sizeof(*tab), GFP_KERNEL);
2657                 if (!tab)
2658                         return -ENOMEM;
2659                 prog_aux->kfunc_tab = tab;
2660         }
2661
2662         /* func_id == 0 is always invalid, but instead of returning an error, be
2663          * conservative and wait until the code elimination pass before returning
2664          * error, so that invalid calls that get pruned out can be in BPF programs
2665          * loaded from userspace.  It is also required that offset be untouched
2666          * for such calls.
2667          */
2668         if (!func_id && !offset)
2669                 return 0;
2670
2671         if (!btf_tab && offset) {
2672                 btf_tab = kzalloc(sizeof(*btf_tab), GFP_KERNEL);
2673                 if (!btf_tab)
2674                         return -ENOMEM;
2675                 prog_aux->kfunc_btf_tab = btf_tab;
2676         }
2677
2678         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2679         if (IS_ERR(desc_btf)) {
2680                 verbose(env, "failed to find BTF for kernel function\n");
2681                 return PTR_ERR(desc_btf);
2682         }
2683
2684         if (find_kfunc_desc(env->prog, func_id, offset))
2685                 return 0;
2686
2687         if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_DESCS) {
2688                 verbose(env, "too many different kernel function calls\n");
2689                 return -E2BIG;
2690         }
2691
2692         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
2693         if (!func || !btf_type_is_func(func)) {
2694                 verbose(env, "kernel btf_id %u is not a function\n",
2695                         func_id);
2696                 return -EINVAL;
2697         }
2698         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
2699         if (!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)) {
2700                 verbose(env, "kernel function btf_id %u does not have a valid func_proto\n",
2701                         func_id);
2702                 return -EINVAL;
2703         }
2704
2705         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
2706         addr = kallsyms_lookup_name(func_name);
2707         if (!addr) {
2708                 verbose(env, "cannot find address for kernel function %s\n",
2709                         func_name);
2710                 return -EINVAL;
2711         }
2712         specialize_kfunc(env, func_id, offset, &addr);
2713
2714         if (bpf_jit_supports_far_kfunc_call()) {
2715                 call_imm = func_id;
2716         } else {
2717                 call_imm = BPF_CALL_IMM(addr);
2718                 /* Check whether the relative offset overflows desc->imm */
2719                 if ((unsigned long)(s32)call_imm != call_imm) {
2720                         verbose(env, "address of kernel function %s is out of range\n",
2721                                 func_name);
2722                         return -EINVAL;
2723                 }
2724         }
2725
2726         if (bpf_dev_bound_kfunc_id(func_id)) {
2727                 err = bpf_dev_bound_kfunc_check(&env->log, prog_aux);
2728                 if (err)
2729                         return err;
2730         }
2731
2732         desc = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2733         desc->func_id = func_id;
2734         desc->imm = call_imm;
2735         desc->offset = offset;
2736         desc->addr = addr;
2737         err = btf_distill_func_proto(&env->log, desc_btf,
2738                                      func_proto, func_name,
2739                                      &desc->func_model);
2740         if (!err)
2741                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2742                      kfunc_desc_cmp_by_id_off, NULL);
2743         return err;
2744 }
2745
2746 static int kfunc_desc_cmp_by_imm_off(const void *a, const void *b)
2747 {
2748         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2749         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2750
2751         if (d0->imm != d1->imm)
2752                 return d0->imm < d1->imm ? -1 : 1;
2753         if (d0->offset != d1->offset)
2754                 return d0->offset < d1->offset ? -1 : 1;
2755         return 0;
2756 }
2757
2758 static void sort_kfunc_descs_by_imm_off(struct bpf_prog *prog)
2759 {
2760         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2761
2762         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2763         if (!tab)
2764                 return;
2765
2766         sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2767              kfunc_desc_cmp_by_imm_off, NULL);
2768 }
2769
2770 bool bpf_prog_has_kfunc_call(const struct bpf_prog *prog)
2771 {
2772         return !!prog->aux->kfunc_tab;
2773 }
2774
2775 const struct btf_func_model *
2776 bpf_jit_find_kfunc_model(const struct bpf_prog *prog,
2777                          const struct bpf_insn *insn)
2778 {
2779         const struct bpf_kfunc_desc desc = {
2780                 .imm = insn->imm,
2781                 .offset = insn->off,
2782         };
2783         const struct bpf_kfunc_desc *res;
2784         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2785
2786         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2787         res = bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2788                       sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_imm_off);
2789
2790         return res ? &res->func_model : NULL;
2791 }
2792
2793 static int add_subprog_and_kfunc(struct bpf_verifier_env *env)
2794 {
2795         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2796         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2797         int i, ret, insn_cnt = env->prog->len;
2798
2799         /* Add entry function. */
2800         ret = add_subprog(env, 0);
2801         if (ret)
2802                 return ret;
2803
2804         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
2805                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn) &&
2806                     !bpf_pseudo_kfunc_call(insn))
2807                         continue;
2808
2809                 if (!env->bpf_capable) {
2810                         verbose(env, "loading/calling other bpf or kernel functions are allowed for CAP_BPF and CAP_SYS_ADMIN\n");
2811                         return -EPERM;
2812                 }
2813
2814                 if (bpf_pseudo_func(insn) || bpf_pseudo_call(insn))
2815                         ret = add_subprog(env, i + insn->imm + 1);
2816                 else
2817                         ret = add_kfunc_call(env, insn->imm, insn->off);
2818
2819                 if (ret < 0)
2820                         return ret;
2821         }
2822
2823         /* Add a fake 'exit' subprog which could simplify subprog iteration
2824          * logic. 'subprog_cnt' should not be increased.
2825          */
2826         subprog[env->subprog_cnt].start = insn_cnt;
2827
2828         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
2829                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
2830                         verbose(env, "func#%d @%d\n", i, subprog[i].start);
2831
2832         return 0;
2833 }
2834
2835 static int check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
2836 {
2837         int i, subprog_start, subprog_end, off, cur_subprog = 0;
2838         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2839         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2840         int insn_cnt = env->prog->len;
2841
2842         /* now check that all jumps are within the same subprog */
2843         subprog_start = subprog[cur_subprog].start;
2844         subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2845         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
2846                 u8 code = insn[i].code;
2847
2848                 if (code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
2849                     insn[i].src_reg == 0 &&
2850                     insn[i].imm == BPF_FUNC_tail_call)
2851                         subprog[cur_subprog].has_tail_call = true;
2852                 if (BPF_CLASS(code) == BPF_LD &&
2853                     (BPF_MODE(code) == BPF_ABS || BPF_MODE(code) == BPF_IND))
2854                         subprog[cur_subprog].has_ld_abs = true;
2855                 if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP && BPF_CLASS(code) != BPF_JMP32)
2856                         goto next;
2857                 if (BPF_OP(code) == BPF_EXIT || BPF_OP(code) == BPF_CALL)
2858                         goto next;
2859                 if (code == (BPF_JMP32 | BPF_JA))
2860                         off = i + insn[i].imm + 1;
2861                 else
2862                         off = i + insn[i].off + 1;
2863                 if (off < subprog_start || off >= subprog_end) {
2864                         verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", i, off);
2865                         return -EINVAL;
2866                 }
2867 next:
2868                 if (i == subprog_end - 1) {
2869                         /* to avoid fall-through from one subprog into another
2870                          * the last insn of the subprog should be either exit
2871                          * or unconditional jump back
2872                          */
2873                         if (code != (BPF_JMP | BPF_EXIT) &&
2874                             code != (BPF_JMP32 | BPF_JA) &&
2875                             code != (BPF_JMP | BPF_JA)) {
2876                                 verbose(env, "last insn is not an exit or jmp\n");
2877                                 return -EINVAL;
2878                         }
2879                         subprog_start = subprog_end;
2880                         cur_subprog++;
2881                         if (cur_subprog < env->subprog_cnt)
2882                                 subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2883                 }
2884         }
2885         return 0;
2886 }
2887
2888 /* Parentage chain of this register (or stack slot) should take care of all
2889  * issues like callee-saved registers, stack slot allocation time, etc.
2890  */
2891 static int mark_reg_read(struct bpf_verifier_env *env,
2892                          const struct bpf_reg_state *state,
2893                          struct bpf_reg_state *parent, u8 flag)
2894 {
2895         bool writes = parent == state->parent; /* Observe write marks */
2896         int cnt = 0;
2897
2898         while (parent) {
2899                 /* if read wasn't screened by an earlier write ... */
2900                 if (writes && state->live & REG_LIVE_WRITTEN)
2901                         break;
2902                 if (parent->live & REG_LIVE_DONE) {
2903                         verbose(env, "verifier BUG type %s var_off %lld off %d\n",
2904                                 reg_type_str(env, parent->type),
2905                                 parent->var_off.value, parent->off);
2906                         return -EFAULT;
2907                 }
2908                 /* The first condition is more likely to be true than the
2909                  * second, checked it first.
2910                  */
2911                 if ((parent->live & REG_LIVE_READ) == flag ||
2912                     parent->live & REG_LIVE_READ64)
2913                         /* The parentage chain never changes and
2914                          * this parent was already marked as LIVE_READ.
2915                          * There is no need to keep walking the chain again and
2916                          * keep re-marking all parents as LIVE_READ.
2917                          * This case happens when the same register is read
2918                          * multiple times without writes into it in-between.
2919                          * Also, if parent has the stronger REG_LIVE_READ64 set,
2920                          * then no need to set the weak REG_LIVE_READ32.
2921                          */
2922                         break;
2923                 /* ... then we depend on parent's value */
2924                 parent->live |= flag;
2925                 /* REG_LIVE_READ64 overrides REG_LIVE_READ32. */
2926                 if (flag == REG_LIVE_READ64)
2927                         parent->live &= ~REG_LIVE_READ32;
2928                 state = parent;
2929                 parent = state->parent;
2930                 writes = true;
2931                 cnt++;
2932         }
2933
2934         if (env->longest_mark_read_walk < cnt)
2935                 env->longest_mark_read_walk = cnt;
2936         return 0;
2937 }
2938
2939 static int mark_dynptr_read(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
2940 {
2941         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
2942         int spi, ret;
2943
2944         /* For CONST_PTR_TO_DYNPTR, it must have already been done by
2945          * check_reg_arg in check_helper_call and mark_btf_func_reg_size in
2946          * check_kfunc_call.
2947          */
2948         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
2949                 return 0;
2950         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
2951         if (spi < 0)
2952                 return spi;
2953         /* Caller ensures dynptr is valid and initialized, which means spi is in
2954          * bounds and spi is the first dynptr slot. Simply mark stack slot as
2955          * read.
2956          */
2957         ret = mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
2958                             state->stack[spi].spilled_ptr.parent, REG_LIVE_READ64);
2959         if (ret)
2960                 return ret;
2961         return mark_reg_read(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr,
2962                              state->stack[spi - 1].spilled_ptr.parent, REG_LIVE_READ64);
2963 }
2964
2965 static int mark_iter_read(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
2966                           int spi, int nr_slots)
2967 {
2968         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
2969         int err, i;
2970
2971         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
2972                 struct bpf_reg_state *st = &state->stack[spi - i].spilled_ptr;
2973
2974                 err = mark_reg_read(env, st, st->parent, REG_LIVE_READ64);
2975                 if (err)
2976                         return err;
2977
2978                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
2979         }
2980
2981         return 0;
2982 }
2983
2984 /* This function is supposed to be used by the following 32-bit optimization
2985  * code only. It returns TRUE if the source or destination register operates
2986  * on 64-bit, otherwise return FALSE.
2987  */
2988 static bool is_reg64(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
2989                      u32 regno, struct bpf_reg_state *reg, enum reg_arg_type t)
2990 {
2991         u8 code, class, op;
2992
2993         code = insn->code;
2994         class = BPF_CLASS(code);
2995         op = BPF_OP(code);
2996         if (class == BPF_JMP) {
2997                 /* BPF_EXIT for "main" will reach here. Return TRUE
2998                  * conservatively.
2999                  */
3000                 if (op == BPF_EXIT)
3001                         return true;
3002                 if (op == BPF_CALL) {
3003                         /* BPF to BPF call will reach here because of marking
3004                          * caller saved clobber with DST_OP_NO_MARK for which we
3005                          * don't care the register def because they are anyway
3006                          * marked as NOT_INIT already.
3007                          */
3008                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
3009                                 return false;
3010                         /* Helper call will reach here because of arg type
3011                          * check, conservatively return TRUE.
3012                          */
3013                         if (t == SRC_OP)
3014                                 return true;
3015
3016                         return false;
3017                 }
3018         }
3019
3020         if (class == BPF_ALU64 && op == BPF_END && (insn->imm == 16 || insn->imm == 32))
3021                 return false;
3022
3023         if (class == BPF_ALU64 || class == BPF_JMP ||
3024             (class == BPF_ALU && op == BPF_END && insn->imm == 64))
3025                 return true;
3026
3027         if (class == BPF_ALU || class == BPF_JMP32)
3028                 return false;
3029
3030         if (class == BPF_LDX) {
3031                 if (t != SRC_OP)
3032                         return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
3033                 /* LDX source must be ptr. */
3034                 return true;
3035         }
3036
3037         if (class == BPF_STX) {
3038                 /* BPF_STX (including atomic variants) has multiple source
3039                  * operands, one of which is a ptr. Check whether the caller is
3040                  * asking about it.
3041                  */
3042                 if (t == SRC_OP && reg->type != SCALAR_VALUE)
3043                         return true;
3044                 return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
3045         }
3046
3047         if (class == BPF_LD) {
3048                 u8 mode = BPF_MODE(code);
3049
3050                 /* LD_IMM64 */
3051                 if (mode == BPF_IMM)
3052                         return true;
3053
3054                 /* Both LD_IND and LD_ABS return 32-bit data. */
3055                 if (t != SRC_OP)
3056                         return  false;
3057
3058                 /* Implicit ctx ptr. */
3059                 if (regno == BPF_REG_6)
3060                         return true;
3061
3062                 /* Explicit source could be any width. */
3063                 return true;
3064         }
3065
3066         if (class == BPF_ST)
3067                 /* The only source register for BPF_ST is a ptr. */
3068                 return true;
3069
3070         /* Conservatively return true at default. */
3071         return true;
3072 }
3073
3074 /* Return the regno defined by the insn, or -1. */
3075 static int insn_def_regno(const struct bpf_insn *insn)
3076 {
3077         switch (BPF_CLASS(insn->code)) {
3078         case BPF_JMP:
3079         case BPF_JMP32:
3080         case BPF_ST:
3081                 return -1;
3082         case BPF_STX:
3083                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
3084                     (insn->imm & BPF_FETCH)) {
3085                         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
3086                                 return BPF_REG_0;
3087                         else
3088                                 return insn->src_reg;
3089                 } else {
3090                         return -1;
3091                 }
3092         default:
3093                 return insn->dst_reg;
3094         }
3095 }
3096
3097 /* Return TRUE if INSN has defined any 32-bit value explicitly. */
3098 static bool insn_has_def32(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
3099 {
3100         int dst_reg = insn_def_regno(insn);
3101
3102         if (dst_reg == -1)
3103                 return false;
3104
3105         return !is_reg64(env, insn, dst_reg, NULL, DST_OP);
3106 }
3107
3108 static void mark_insn_zext(struct bpf_verifier_env *env,
3109                            struct bpf_reg_state *reg)
3110 {
3111         s32 def_idx = reg->subreg_def;
3112
3113         if (def_idx == DEF_NOT_SUBREG)
3114                 return;
3115
3116         env->insn_aux_data[def_idx - 1].zext_dst = true;
3117         /* The dst will be zero extended, so won't be sub-register anymore. */
3118         reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
3119 }
3120
3121 static int check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3122                          enum reg_arg_type t)
3123 {
3124         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3125         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3126         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + env->insn_idx;
3127         struct bpf_reg_state *reg, *regs = state->regs;
3128         bool rw64;
3129
3130         if (regno >= MAX_BPF_REG) {
3131                 verbose(env, "R%d is invalid\n", regno);
3132                 return -EINVAL;
3133         }
3134
3135         mark_reg_scratched(env, regno);
3136
3137         reg = &regs[regno];
3138         rw64 = is_reg64(env, insn, regno, reg, t);
3139         if (t == SRC_OP) {
3140                 /* check whether register used as source operand can be read */
3141                 if (reg->type == NOT_INIT) {
3142                         verbose(env, "R%d !read_ok\n", regno);
3143                         return -EACCES;
3144                 }
3145                 /* We don't need to worry about FP liveness because it's read-only */
3146                 if (regno == BPF_REG_FP)
3147                         return 0;
3148
3149                 if (rw64)
3150                         mark_insn_zext(env, reg);
3151
3152                 return mark_reg_read(env, reg, reg->parent,
3153                                      rw64 ? REG_LIVE_READ64 : REG_LIVE_READ32);
3154         } else {
3155                 /* check whether register used as dest operand can be written to */
3156                 if (regno == BPF_REG_FP) {
3157                         verbose(env, "frame pointer is read only\n");
3158                         return -EACCES;
3159                 }
3160                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3161                 reg->subreg_def = rw64 ? DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
3162                 if (t == DST_OP)
3163                         mark_reg_unknown(env, regs, regno);
3164         }
3165         return 0;
3166 }
3167
3168 static void mark_jmp_point(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
3169 {
3170         env->insn_aux_data[idx].jmp_point = true;
3171 }
3172
3173 static bool is_jmp_point(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
3174 {
3175         return env->insn_aux_data[insn_idx].jmp_point;
3176 }
3177
3178 /* for any branch, call, exit record the history of jmps in the given state */
3179 static int push_jmp_history(struct bpf_verifier_env *env,
3180                             struct bpf_verifier_state *cur)
3181 {
3182         u32 cnt = cur->jmp_history_cnt;
3183         struct bpf_idx_pair *p;
3184         size_t alloc_size;
3185
3186         if (!is_jmp_point(env, env->insn_idx))
3187                 return 0;
3188
3189         cnt++;
3190         alloc_size = kmalloc_size_roundup(size_mul(cnt, sizeof(*p)));
3191         p = krealloc(cur->jmp_history, alloc_size, GFP_USER);
3192         if (!p)
3193                 return -ENOMEM;
3194         p[cnt - 1].idx = env->insn_idx;
3195         p[cnt - 1].prev_idx = env->prev_insn_idx;
3196         cur->jmp_history = p;
3197         cur->jmp_history_cnt = cnt;
3198         return 0;
3199 }
3200
3201 /* Backtrack one insn at a time. If idx is not at the top of recorded
3202  * history then previous instruction came from straight line execution.
3203  */
3204 static int get_prev_insn_idx(struct bpf_verifier_state *st, int i,
3205                              u32 *history)
3206 {
3207         u32 cnt = *history;
3208
3209         if (cnt && st->jmp_history[cnt - 1].idx == i) {
3210                 i = st->jmp_history[cnt - 1].prev_idx;
3211                 (*history)--;
3212         } else {
3213                 i--;
3214         }
3215         return i;
3216 }
3217
3218 static const char *disasm_kfunc_name(void *data, const struct bpf_insn *insn)
3219 {
3220         const struct btf_type *func;
3221         struct btf *desc_btf;
3222
3223         if (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
3224                 return NULL;
3225
3226         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(data, insn->off);
3227         if (IS_ERR(desc_btf))
3228                 return "<error>";
3229
3230         func = btf_type_by_id(desc_btf, insn->imm);
3231         return btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
3232 }
3233
3234 static inline void bt_init(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3235 {
3236         bt->frame = frame;
3237 }
3238
3239 static inline void bt_reset(struct backtrack_state *bt)
3240 {
3241         struct bpf_verifier_env *env = bt->env;
3242
3243         memset(bt, 0, sizeof(*bt));
3244         bt->env = env;
3245 }
3246
3247 static inline u32 bt_empty(struct backtrack_state *bt)
3248 {
3249         u64 mask = 0;
3250         int i;
3251
3252         for (i = 0; i <= bt->frame; i++)
3253                 mask |= bt->reg_masks[i] | bt->stack_masks[i];
3254
3255         return mask == 0;
3256 }
3257
3258 static inline int bt_subprog_enter(struct backtrack_state *bt)
3259 {
3260         if (bt->frame == MAX_CALL_FRAMES - 1) {
3261                 verbose(bt->env, "BUG subprog enter from frame %d\n", bt->frame);
3262                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3263                 return -EFAULT;
3264         }
3265         bt->frame++;
3266         return 0;
3267 }
3268
3269 static inline int bt_subprog_exit(struct backtrack_state *bt)
3270 {
3271         if (bt->frame == 0) {
3272                 verbose(bt->env, "BUG subprog exit from frame 0\n");
3273                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3274                 return -EFAULT;
3275         }
3276         bt->frame--;
3277         return 0;
3278 }
3279
3280 static inline void bt_set_frame_reg(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 reg)
3281 {
3282         bt->reg_masks[frame] |= 1 << reg;
3283 }
3284
3285 static inline void bt_clear_frame_reg(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 reg)
3286 {
3287         bt->reg_masks[frame] &= ~(1 << reg);
3288 }
3289
3290 static inline void bt_set_reg(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3291 {
3292         bt_set_frame_reg(bt, bt->frame, reg);
3293 }
3294
3295 static inline void bt_clear_reg(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3296 {
3297         bt_clear_frame_reg(bt, bt->frame, reg);
3298 }
3299
3300 static inline void bt_set_frame_slot(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 slot)
3301 {
3302         bt->stack_masks[frame] |= 1ull << slot;
3303 }
3304
3305 static inline void bt_clear_frame_slot(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 slot)
3306 {
3307         bt->stack_masks[frame] &= ~(1ull << slot);
3308 }
3309
3310 static inline void bt_set_slot(struct backtrack_state *bt, u32 slot)
3311 {
3312         bt_set_frame_slot(bt, bt->frame, slot);
3313 }
3314
3315 static inline void bt_clear_slot(struct backtrack_state *bt, u32 slot)
3316 {
3317         bt_clear_frame_slot(bt, bt->frame, slot);
3318 }
3319
3320 static inline u32 bt_frame_reg_mask(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3321 {
3322         return bt->reg_masks[frame];
3323 }
3324
3325 static inline u32 bt_reg_mask(struct backtrack_state *bt)
3326 {
3327         return bt->reg_masks[bt->frame];
3328 }
3329
3330 static inline u64 bt_frame_stack_mask(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3331 {
3332         return bt->stack_masks[frame];
3333 }
3334
3335 static inline u64 bt_stack_mask(struct backtrack_state *bt)
3336 {
3337         return bt->stack_masks[bt->frame];
3338 }
3339
3340 static inline bool bt_is_reg_set(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3341 {
3342         return bt->reg_masks[bt->frame] & (1 << reg);
3343 }
3344
3345 static inline bool bt_is_slot_set(struct backtrack_state *bt, u32 slot)
3346 {
3347         return bt->stack_masks[bt->frame] & (1ull << slot);
3348 }
3349
3350 /* format registers bitmask, e.g., "r0,r2,r4" for 0x15 mask */
3351 static void fmt_reg_mask(char *buf, ssize_t buf_sz, u32 reg_mask)
3352 {
3353         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3354         bool first = true;
3355         int i, n;
3356
3357         buf[0] = '\0';
3358
3359         bitmap_from_u64(mask, reg_mask);
3360         for_each_set_bit(i, mask, 32) {
3361                 n = snprintf(buf, buf_sz, "%sr%d", first ? "" : ",", i);
3362                 first = false;
3363                 buf += n;
3364                 buf_sz -= n;
3365                 if (buf_sz < 0)
3366                         break;
3367         }
3368 }
3369 /* format stack slots bitmask, e.g., "-8,-24,-40" for 0x15 mask */
3370 static void fmt_stack_mask(char *buf, ssize_t buf_sz, u64 stack_mask)
3371 {
3372         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3373         bool first = true;
3374         int i, n;
3375
3376         buf[0] = '\0';
3377
3378         bitmap_from_u64(mask, stack_mask);
3379         for_each_set_bit(i, mask, 64) {
3380                 n = snprintf(buf, buf_sz, "%s%d", first ? "" : ",", -(i + 1) * 8);
3381                 first = false;
3382                 buf += n;
3383                 buf_sz -= n;
3384                 if (buf_sz < 0)
3385                         break;
3386         }
3387 }
3388
3389 /* For given verifier state backtrack_insn() is called from the last insn to
3390  * the first insn. Its purpose is to compute a bitmask of registers and
3391  * stack slots that needs precision in the parent verifier state.
3392  *
3393  * @idx is an index of the instruction we are currently processing;
3394  * @subseq_idx is an index of the subsequent instruction that:
3395  *   - *would be* executed next, if jump history is viewed in forward order;
3396  *   - *was* processed previously during backtracking.
3397  */
3398 static int backtrack_insn(struct bpf_verifier_env *env, int idx, int subseq_idx,
3399                           struct backtrack_state *bt)
3400 {
3401         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
3402                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
3403                 .cb_print       = verbose,
3404                 .private_data   = env,
3405         };
3406         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + idx;
3407         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
3408         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
3409         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
3410         u32 dreg = insn->dst_reg;
3411         u32 sreg = insn->src_reg;
3412         u32 spi, i;
3413
3414         if (insn->code == 0)
3415                 return 0;
3416         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3417                 fmt_reg_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, bt_reg_mask(bt));
3418                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: regs=%s ",
3419                         bt->frame, env->tmp_str_buf);
3420                 fmt_stack_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, bt_stack_mask(bt));
3421                 verbose(env, "stack=%s before ", env->tmp_str_buf);
3422                 verbose(env, "%d: ", idx);
3423                 print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
3424         }
3425
3426         if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
3427                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3428                         return 0;
3429                 if (opcode == BPF_MOV) {
3430                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3431                                 /* dreg = sreg or dreg = (s8, s16, s32)sreg
3432                                  * dreg needs precision after this insn
3433                                  * sreg needs precision before this insn
3434                                  */
3435                                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3436                                 bt_set_reg(bt, sreg);
3437                         } else {
3438                                 /* dreg = K
3439                                  * dreg needs precision after this insn.
3440                                  * Corresponding register is already marked
3441                                  * as precise=true in this verifier state.
3442                                  * No further markings in parent are necessary
3443                                  */
3444                                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3445                         }
3446                 } else {
3447                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3448                                 /* dreg += sreg
3449                                  * both dreg and sreg need precision
3450                                  * before this insn
3451                                  */
3452                                 bt_set_reg(bt, sreg);
3453                         } /* else dreg += K
3454                            * dreg still needs precision before this insn
3455                            */
3456                 }
3457         } else if (class == BPF_LDX) {
3458                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3459                         return 0;
3460                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3461
3462                 /* scalars can only be spilled into stack w/o losing precision.
3463                  * Load from any other memory can be zero extended.
3464                  * The desire to keep that precision is already indicated
3465                  * by 'precise' mark in corresponding register of this state.
3466                  * No further tracking necessary.
3467                  */
3468                 if (insn->src_reg != BPF_REG_FP)
3469                         return 0;
3470
3471                 /* dreg = *(u64 *)[fp - off] was a fill from the stack.
3472                  * that [fp - off] slot contains scalar that needs to be
3473                  * tracked with precision
3474                  */
3475                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
3476                 if (spi >= 64) {
3477                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
3478                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3479                         return -EFAULT;
3480                 }
3481                 bt_set_slot(bt, spi);
3482         } else if (class == BPF_STX || class == BPF_ST) {
3483                 if (bt_is_reg_set(bt, dreg))
3484                         /* stx & st shouldn't be using _scalar_ dst_reg
3485                          * to access memory. It means backtracking
3486                          * encountered a case of pointer subtraction.
3487                          */
3488                         return -ENOTSUPP;
3489                 /* scalars can only be spilled into stack */
3490                 if (insn->dst_reg != BPF_REG_FP)
3491                         return 0;
3492                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
3493                 if (spi >= 64) {
3494                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
3495                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3496                         return -EFAULT;
3497                 }
3498                 if (!bt_is_slot_set(bt, spi))
3499                         return 0;
3500                 bt_clear_slot(bt, spi);
3501                 if (class == BPF_STX)
3502                         bt_set_reg(bt, sreg);
3503         } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
3504                 if (bpf_pseudo_call(insn)) {
3505                         int subprog_insn_idx, subprog;
3506
3507                         subprog_insn_idx = idx + insn->imm + 1;
3508                         subprog = find_subprog(env, subprog_insn_idx);
3509                         if (subprog < 0)
3510                                 return -EFAULT;
3511
3512                         if (subprog_is_global(env, subprog)) {
3513                                 /* check that jump history doesn't have any
3514                                  * extra instructions from subprog; the next
3515                                  * instruction after call to global subprog
3516                                  * should be literally next instruction in
3517                                  * caller program
3518                                  */
3519                                 WARN_ONCE(idx + 1 != subseq_idx, "verifier backtracking bug");
3520                                 /* r1-r5 are invalidated after subprog call,
3521                                  * so for global func call it shouldn't be set
3522                                  * anymore
3523                                  */
3524                                 if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3525                                         verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3526                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3527                                         return -EFAULT;
3528                                 }
3529                                 /* global subprog always sets R0 */
3530                                 bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3531                                 return 0;
3532                         } else {
3533                                 /* static subprog call instruction, which
3534                                  * means that we are exiting current subprog,
3535                                  * so only r1-r5 could be still requested as
3536                                  * precise, r0 and r6-r10 or any stack slot in
3537                                  * the current frame should be zero by now
3538                                  */
3539                                 if (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) {
3540                                         verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3541                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3542                                         return -EFAULT;
3543                                 }
3544                                 /* we don't track register spills perfectly,
3545                                  * so fallback to force-precise instead of failing */
3546                                 if (bt_stack_mask(bt) != 0)
3547                                         return -ENOTSUPP;
3548                                 /* propagate r1-r5 to the caller */
3549                                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
3550                                         if (bt_is_reg_set(bt, i)) {
3551                                                 bt_clear_reg(bt, i);
3552                                                 bt_set_frame_reg(bt, bt->frame - 1, i);
3553                                         }
3554                                 }
3555                                 if (bt_subprog_exit(bt))
3556                                         return -EFAULT;
3557                                 return 0;
3558                         }
3559                 } else if ((bpf_helper_call(insn) &&
3560                             is_callback_calling_function(insn->imm) &&
3561                             !is_async_callback_calling_function(insn->imm)) ||
3562                            (bpf_pseudo_kfunc_call(insn) && is_callback_calling_kfunc(insn->imm))) {
3563                         /* callback-calling helper or kfunc call, which means
3564                          * we are exiting from subprog, but unlike the subprog
3565                          * call handling above, we shouldn't propagate
3566                          * precision of r1-r5 (if any requested), as they are
3567                          * not actually arguments passed directly to callback
3568                          * subprogs
3569                          */
3570                         if (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) {
3571                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3572                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3573                                 return -EFAULT;
3574                         }
3575                         if (bt_stack_mask(bt) != 0)
3576                                 return -ENOTSUPP;
3577                         /* clear r1-r5 in callback subprog's mask */
3578                         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
3579                                 bt_clear_reg(bt, i);
3580                         if (bt_subprog_exit(bt))
3581                                 return -EFAULT;
3582                         return 0;
3583                 } else if (opcode == BPF_CALL) {
3584                         /* kfunc with imm==0 is invalid and fixup_kfunc_call will
3585                          * catch this error later. Make backtracking conservative
3586                          * with ENOTSUPP.
3587                          */
3588                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL && insn->imm == 0)
3589                                 return -ENOTSUPP;
3590                         /* regular helper call sets R0 */
3591                         bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3592                         if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3593                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
3594                                  * they should have been found already.
3595                                  */
3596                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3597                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3598                                 return -EFAULT;
3599                         }
3600                 } else if (opcode == BPF_EXIT) {
3601                         bool r0_precise;
3602
3603                         if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3604                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
3605                                  * they should have been found already.
3606                                  */
3607                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3608                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3609                                 return -EFAULT;
3610                         }
3611
3612                         /* BPF_EXIT in subprog or callback always returns
3613                          * right after the call instruction, so by checking
3614                          * whether the instruction at subseq_idx-1 is subprog
3615                          * call or not we can distinguish actual exit from
3616                          * *subprog* from exit from *callback*. In the former
3617                          * case, we need to propagate r0 precision, if
3618                          * necessary. In the former we never do that.
3619                          */
3620                         r0_precise = subseq_idx - 1 >= 0 &&
3621                                      bpf_pseudo_call(&env->prog->insnsi[subseq_idx - 1]) &&
3622                                      bt_is_reg_set(bt, BPF_REG_0);
3623
3624                         bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3625                         if (bt_subprog_enter(bt))
3626                                 return -EFAULT;
3627
3628                         if (r0_precise)
3629                                 bt_set_reg(bt, BPF_REG_0);
3630                         /* r6-r9 and stack slots will stay set in caller frame
3631                          * bitmasks until we return back from callee(s)
3632                          */
3633                         return 0;
3634                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3635                         if (!bt_is_reg_set(bt, dreg) && !bt_is_reg_set(bt, sreg))
3636                                 return 0;
3637                         /* dreg <cond> sreg
3638                          * Both dreg and sreg need precision before
3639                          * this insn. If only sreg was marked precise
3640                          * before it would be equally necessary to
3641                          * propagate it to dreg.
3642                          */
3643                         bt_set_reg(bt, dreg);
3644                         bt_set_reg(bt, sreg);
3645                          /* else dreg <cond> K
3646                           * Only dreg still needs precision before
3647                           * this insn, so for the K-based conditional
3648                           * there is nothing new to be marked.
3649                           */
3650                 }
3651         } else if (class == BPF_LD) {
3652                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3653                         return 0;
3654                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3655                 /* It's ld_imm64 or ld_abs or ld_ind.
3656                  * For ld_imm64 no further tracking of precision
3657                  * into parent is necessary
3658                  */
3659                 if (mode == BPF_IND || mode == BPF_ABS)
3660                         /* to be analyzed */
3661                         return -ENOTSUPP;
3662         }
3663         return 0;
3664 }
3665
3666 /* the scalar precision tracking algorithm:
3667  * . at the start all registers have precise=false.
3668  * . scalar ranges are tracked as normal through alu and jmp insns.
3669  * . once precise value of the scalar register is used in:
3670  *   .  ptr + scalar alu
3671  *   . if (scalar cond K|scalar)
3672  *   .  helper_call(.., scalar, ...) where ARG_CONST is expected
3673  *   backtrack through the verifier states and mark all registers and
3674  *   stack slots with spilled constants that these scalar regisers
3675  *   should be precise.
3676  * . during state pruning two registers (or spilled stack slots)
3677  *   are equivalent if both are not precise.
3678  *
3679  * Note the verifier cannot simply walk register parentage chain,
3680  * since many different registers and stack slots could have been
3681  * used to compute single precise scalar.
3682  *
3683  * The approach of starting with precise=true for all registers and then
3684  * backtrack to mark a register as not precise when the verifier detects
3685  * that program doesn't care about specific value (e.g., when helper
3686  * takes register as ARG_ANYTHING parameter) is not safe.
3687  *
3688  * It's ok to walk single parentage chain of the verifier states.
3689  * It's possible that this backtracking will go all the way till 1st insn.
3690  * All other branches will be explored for needing precision later.
3691  *
3692  * The backtracking needs to deal with cases like:
3693  *   R8=map_value(id=0,off=0,ks=4,vs=1952,imm=0) R9_w=map_value(id=0,off=40,ks=4,vs=1952,imm=0)
3694  * r9 -= r8
3695  * r5 = r9
3696  * if r5 > 0x79f goto pc+7
3697  *    R5_w=inv(id=0,umax_value=1951,var_off=(0x0; 0x7ff))
3698  * r5 += 1
3699  * ...
3700  * call bpf_perf_event_output#25
3701  *   where .arg5_type = ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO
3702  *
3703  * and this case:
3704  * r6 = 1
3705  * call foo // uses callee's r6 inside to compute r0
3706  * r0 += r6
3707  * if r0 == 0 goto
3708  *
3709  * to track above reg_mask/stack_mask needs to be independent for each frame.
3710  *
3711  * Also if parent's curframe > frame where backtracking started,
3712  * the verifier need to mark registers in both frames, otherwise callees
3713  * may incorrectly prune callers. This is similar to
3714  * commit 7640ead93924 ("bpf: verifier: make sure callees don't prune with caller differences")
3715  *
3716  * For now backtracking falls back into conservative marking.
3717  */
3718 static void mark_all_scalars_precise(struct bpf_verifier_env *env,
3719                                      struct bpf_verifier_state *st)
3720 {
3721         struct bpf_func_state *func;
3722         struct bpf_reg_state *reg;
3723         int i, j;
3724
3725         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3726                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: falling back to forcing all scalars precise\n",
3727                         st->curframe);
3728         }
3729
3730         /* big hammer: mark all scalars precise in this path.
3731          * pop_stack may still get !precise scalars.
3732          * We also skip current state and go straight to first parent state,
3733          * because precision markings in current non-checkpointed state are
3734          * not needed. See why in the comment in __mark_chain_precision below.
3735          */
3736         for (st = st->parent; st; st = st->parent) {
3737                 for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
3738                         func = st->frame[i];
3739                         for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
3740                                 reg = &func->regs[j];
3741                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE || reg->precise)
3742                                         continue;
3743                                 reg->precise = true;
3744                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3745                                         verbose(env, "force_precise: frame%d: forcing r%d to be precise\n",
3746                                                 i, j);
3747                                 }
3748                         }
3749                         for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
3750                                 if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
3751                                         continue;
3752                                 reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
3753                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE || reg->precise)
3754                                         continue;
3755                                 reg->precise = true;
3756                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3757                                         verbose(env, "force_precise: frame%d: forcing fp%d to be precise\n",
3758                                                 i, -(j + 1) * 8);
3759                                 }
3760                         }
3761                 }
3762         }
3763 }
3764
3765 static void mark_all_scalars_imprecise(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
3766 {
3767         struct bpf_func_state *func;
3768         struct bpf_reg_state *reg;
3769         int i, j;
3770
3771         for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
3772                 func = st->frame[i];
3773                 for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
3774                         reg = &func->regs[j];
3775                         if (reg->type != SCALAR_VALUE)
3776                                 continue;
3777                         reg->precise = false;
3778                 }
3779                 for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
3780                         if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
3781                                 continue;
3782                         reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
3783                         if (reg->type != SCALAR_VALUE)
3784                                 continue;
3785                         reg->precise = false;
3786                 }
3787         }
3788 }
3789
3790 static bool idset_contains(struct bpf_idset *s, u32 id)
3791 {
3792         u32 i;
3793
3794         for (i = 0; i < s->count; ++i)
3795                 if (s->ids[i] == id)
3796                         return true;
3797
3798         return false;
3799 }
3800
3801 static int idset_push(struct bpf_idset *s, u32 id)
3802 {
3803         if (WARN_ON_ONCE(s->count >= ARRAY_SIZE(s->ids)))
3804                 return -EFAULT;
3805         s->ids[s->count++] = id;
3806         return 0;
3807 }
3808
3809 static void idset_reset(struct bpf_idset *s)
3810 {
3811         s->count = 0;
3812 }
3813
3814 /* Collect a set of IDs for all registers currently marked as precise in env->bt.
3815  * Mark all registers with these IDs as precise.
3816  */
3817 static int mark_precise_scalar_ids(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
3818 {
3819         struct bpf_idset *precise_ids = &env->idset_scratch;
3820         struct backtrack_state *bt = &env->bt;
3821         struct bpf_func_state *func;
3822         struct bpf_reg_state *reg;
3823         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3824         int i, fr;
3825
3826         idset_reset(precise_ids);
3827
3828         for (fr = bt->frame; fr >= 0; fr--) {
3829                 func = st->frame[fr];
3830
3831                 bitmap_from_u64(mask, bt_frame_reg_mask(bt, fr));
3832                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
3833                         reg = &func->regs[i];
3834                         if (!reg->id || reg->type != SCALAR_VALUE)
3835                                 continue;
3836                         if (idset_push(precise_ids, reg->id))
3837                                 return -EFAULT;
3838                 }
3839
3840                 bitmap_from_u64(mask, bt_frame_stack_mask(bt, fr));
3841                 for_each_set_bit(i, mask, 64) {
3842                         if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE)
3843                                 break;
3844                         if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i]))
3845                                 continue;
3846                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
3847                         if (!reg->id)
3848                                 continue;
3849                         if (idset_push(precise_ids, reg->id))
3850                                 return -EFAULT;
3851                 }
3852         }
3853
3854         for (fr = 0; fr <= st->curframe; ++fr) {
3855                 func = st->frame[fr];
3856
3857                 for (i = BPF_REG_0; i < BPF_REG_10; ++i) {
3858                         reg = &func->regs[i];
3859                         if (!reg->id)
3860                                 continue;
3861                         if (!idset_contains(precise_ids, reg->id))
3862                                 continue;
3863                         bt_set_frame_reg(bt, fr, i);
3864                 }
3865                 for (i = 0; i < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; ++i) {
3866                         if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i]))
3867                                 continue;
3868                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
3869                         if (!reg->id)
3870                                 continue;
3871                         if (!idset_contains(precise_ids, reg->id))
3872                                 continue;
3873                         bt_set_frame_slot(bt, fr, i);
3874                 }
3875         }
3876
3877         return 0;
3878 }
3879
3880 /*
3881  * __mark_chain_precision() backtracks BPF program instruction sequence and
3882  * chain of verifier states making sure that register *regno* (if regno >= 0)
3883  * and/or stack slot *spi* (if spi >= 0) are marked as precisely tracked
3884  * SCALARS, as well as any other registers and slots that contribute to
3885  * a tracked state of given registers/stack slots, depending on specific BPF
3886  * assembly instructions (see backtrack_insns() for exact instruction handling
3887  * logic). This backtracking relies on recorded jmp_history and is able to
3888  * traverse entire chain of parent states. This process ends only when all the
3889  * necessary registers/slots and their transitive dependencies are marked as
3890  * precise.
3891  *
3892  * One important and subtle aspect is that precise marks *do not matter* in
3893  * the currently verified state (current state). It is important to understand
3894  * why this is the case.
3895  *
3896  * First, note that current state is the state that is not yet "checkpointed",
3897  * i.e., it is not yet put into env->explored_states, and it has no children
3898  * states as well. It's ephemeral, and can end up either a) being discarded if
3899  * compatible explored state is found at some point or BPF_EXIT instruction is
3900  * reached or b) checkpointed and put into env->explored_states, branching out
3901  * into one or more children states.
3902  *
3903  * In the former case, precise markings in current state are completely
3904  * ignored by state comparison code (see regsafe() for details). Only
3905  * checkpointed ("old") state precise markings are important, and if old
3906  * state's register/slot is precise, regsafe() assumes current state's
3907  * register/slot as precise and checks value ranges exactly and precisely. If
3908  * states turn out to be compatible, current state's necessary precise
3909  * markings and any required parent states' precise markings are enforced
3910  * after the fact with propagate_precision() logic, after the fact. But it's
3911  * important to realize that in this case, even after marking current state
3912  * registers/slots as precise, we immediately discard current state. So what
3913  * actually matters is any of the precise markings propagated into current
3914  * state's parent states, which are always checkpointed (due to b) case above).
3915  * As such, for scenario a) it doesn't matter if current state has precise
3916  * markings set or not.
3917  *
3918  * Now, for the scenario b), checkpointing and forking into child(ren)
3919  * state(s). Note that before current state gets to checkpointing step, any
3920  * processed instruction always assumes precise SCALAR register/slot
3921  * knowledge: if precise value or range is useful to prune jump branch, BPF
3922  * verifier takes this opportunity enthusiastically. Similarly, when
3923  * register's value is used to calculate offset or memory address, exact
3924  * knowledge of SCALAR range is assumed, checked, and enforced. So, similar to
3925  * what we mentioned above about state comparison ignoring precise markings
3926  * during state comparison, BPF verifier ignores and also assumes precise
3927  * markings *at will* during instruction verification process. But as verifier
3928  * assumes precision, it also propagates any precision dependencies across
3929  * parent states, which are not yet finalized, so can be further restricted
3930  * based on new knowledge gained from restrictions enforced by their children
3931  * states. This is so that once those parent states are finalized, i.e., when
3932  * they have no more active children state, state comparison logic in
3933  * is_state_visited() would enforce strict and precise SCALAR ranges, if
3934  * required for correctness.
3935  *
3936  * To build a bit more intuition, note also that once a state is checkpointed,
3937  * the path we took to get to that state is not important. This is crucial
3938  * property for state pruning. When state is checkpointed and finalized at
3939  * some instruction index, it can be correctly and safely used to "short
3940  * circuit" any *compatible* state that reaches exactly the same instruction
3941  * index. I.e., if we jumped to that instruction from a completely different
3942  * code path than original finalized state was derived from, it doesn't
3943  * matter, current state can be discarded because from that instruction
3944  * forward having a compatible state will ensure we will safely reach the
3945  * exit. States describe preconditions for further exploration, but completely
3946  * forget the history of how we got here.
3947  *
3948  * This also means that even if we needed precise SCALAR range to get to
3949  * finalized state, but from that point forward *that same* SCALAR register is
3950  * never used in a precise context (i.e., it's precise value is not needed for
3951  * correctness), it's correct and safe to mark such register as "imprecise"
3952  * (i.e., precise marking set to false). This is what we rely on when we do
3953  * not set precise marking in current state. If no child state requires
3954  * precision for any given SCALAR register, it's safe to dictate that it can
3955  * be imprecise. If any child state does require this register to be precise,
3956  * we'll mark it precise later retroactively during precise markings
3957  * propagation from child state to parent states.
3958  *
3959  * Skipping precise marking setting in current state is a mild version of
3960  * relying on the above observation. But we can utilize this property even
3961  * more aggressively by proactively forgetting any precise marking in the
3962  * current state (which we inherited from the parent state), right before we
3963  * checkpoint it and branch off into new child state. This is done by
3964  * mark_all_scalars_imprecise() to hopefully get more permissive and generic
3965  * finalized states which help in short circuiting more future states.
3966  */
3967 static int __mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
3968 {
3969         struct backtrack_state *bt = &env->bt;
3970         struct bpf_verifier_state *st = env->cur_state;
3971         int first_idx = st->first_insn_idx;
3972         int last_idx = env->insn_idx;
3973         int subseq_idx = -1;
3974         struct bpf_func_state *func;
3975         struct bpf_reg_state *reg;
3976         bool skip_first = true;
3977         int i, fr, err;
3978
3979         if (!env->bpf_capable)
3980                 return 0;
3981
3982         /* set frame number from which we are starting to backtrack */
3983         bt_init(bt, env->cur_state->curframe);
3984
3985         /* Do sanity checks against current state of register and/or stack
3986          * slot, but don't set precise flag in current state, as precision
3987          * tracking in the current state is unnecessary.
3988          */
3989         func = st->frame[bt->frame];
3990         if (regno >= 0) {
3991                 reg = &func->regs[regno];
3992                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
3993                         WARN_ONCE(1, "backtracing misuse");
3994                         return -EFAULT;
3995                 }
3996                 bt_set_reg(bt, regno);
3997         }
3998
3999         if (bt_empty(bt))
4000                 return 0;
4001
4002         for (;;) {
4003                 DECLARE_BITMAP(mask, 64);
4004                 u32 history = st->jmp_history_cnt;
4005
4006                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
4007                         verbose(env, "mark_precise: frame%d: last_idx %d first_idx %d subseq_idx %d \n",
4008                                 bt->frame, last_idx, first_idx, subseq_idx);
4009                 }
4010
4011                 /* If some register with scalar ID is marked as precise,
4012                  * make sure that all registers sharing this ID are also precise.
4013                  * This is needed to estimate effect of find_equal_scalars().
4014                  * Do this at the last instruction of each state,
4015                  * bpf_reg_state::id fields are valid for these instructions.
4016                  *
4017                  * Allows to track precision in situation like below:
4018                  *
4019                  *     r2 = unknown value
4020                  *     ...
4021                  *   --- state #0 ---
4022                  *     ...
4023                  *     r1 = r2                 // r1 and r2 now share the same ID
4024                  *     ...
4025                  *   --- state #1 {r1.id = A, r2.id = A} ---
4026                  *     ...
4027                  *     if (r2 > 10) goto exit; // find_equal_scalars() assigns range to r1
4028                  *     ...
4029                  *   --- state #2 {r1.id = A, r2.id = A} ---
4030                  *     r3 = r10
4031                  *     r3 += r1                // need to mark both r1 and r2
4032                  */
4033                 if (mark_precise_scalar_ids(env, st))
4034                         return -EFAULT;
4035
4036                 if (last_idx < 0) {
4037                         /* we are at the entry into subprog, which
4038                          * is expected for global funcs, but only if
4039                          * requested precise registers are R1-R5
4040                          * (which are global func's input arguments)
4041                          */
4042                         if (st->curframe == 0 &&
4043                             st->frame[0]->subprogno > 0 &&
4044                             st->frame[0]->callsite == BPF_MAIN_FUNC &&
4045                             bt_stack_mask(bt) == 0 &&
4046                             (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) == 0) {
4047                                 bitmap_from_u64(mask, bt_reg_mask(bt));
4048                                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
4049                                         reg = &st->frame[0]->regs[i];
4050                                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4051                                                 bt_clear_reg(bt, i);
4052                                                 continue;
4053                                         }
4054                                         reg->precise = true;
4055                                 }
4056                                 return 0;
4057                         }
4058
4059                         verbose(env, "BUG backtracking func entry subprog %d reg_mask %x stack_mask %llx\n",
4060                                 st->frame[0]->subprogno, bt_reg_mask(bt), bt_stack_mask(bt));
4061                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
4062                         return -EFAULT;
4063                 }
4064
4065                 for (i = last_idx;;) {
4066                         if (skip_first) {
4067                                 err = 0;
4068                                 skip_first = false;
4069                         } else {
4070                                 err = backtrack_insn(env, i, subseq_idx, bt);
4071                         }
4072                         if (err == -ENOTSUPP) {
4073                                 mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4074                                 bt_reset(bt);
4075                                 return 0;
4076                         } else if (err) {
4077                                 return err;
4078                         }
4079                         if (bt_empty(bt))
4080                                 /* Found assignment(s) into tracked register in this state.
4081                                  * Since this state is already marked, just return.
4082                                  * Nothing to be tracked further in the parent state.
4083                                  */
4084                                 return 0;
4085                         if (i == first_idx)
4086                                 break;
4087                         subseq_idx = i;
4088                         i = get_prev_insn_idx(st, i, &history);
4089                         if (i >= env->prog->len) {
4090                                 /* This can happen if backtracking reached insn 0
4091                                  * and there are still reg_mask or stack_mask
4092                                  * to backtrack.
4093                                  * It means the backtracking missed the spot where
4094                                  * particular register was initialized with a constant.
4095                                  */
4096                                 verbose(env, "BUG backtracking idx %d\n", i);
4097                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
4098                                 return -EFAULT;
4099                         }
4100                 }
4101                 st = st->parent;
4102                 if (!st)
4103                         break;
4104
4105                 for (fr = bt->frame; fr >= 0; fr--) {
4106                         func = st->frame[fr];
4107                         bitmap_from_u64(mask, bt_frame_reg_mask(bt, fr));
4108                         for_each_set_bit(i, mask, 32) {
4109                                 reg = &func->regs[i];
4110                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4111                                         bt_clear_frame_reg(bt, fr, i);
4112                                         continue;
4113                                 }
4114                                 if (reg->precise)
4115                                         bt_clear_frame_reg(bt, fr, i);
4116                                 else
4117                                         reg->precise = true;
4118                         }
4119
4120                         bitmap_from_u64(mask, bt_frame_stack_mask(bt, fr));
4121                         for_each_set_bit(i, mask, 64) {
4122                                 if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE) {
4123                                         /* the sequence of instructions:
4124                                          * 2: (bf) r3 = r10
4125                                          * 3: (7b) *(u64 *)(r3 -8) = r0
4126                                          * 4: (79) r4 = *(u64 *)(r10 -8)
4127                                          * doesn't contain jmps. It's backtracked
4128                                          * as a single block.
4129                                          * During backtracking insn 3 is not recognized as
4130                                          * stack access, so at the end of backtracking
4131                                          * stack slot fp-8 is still marked in stack_mask.
4132                                          * However the parent state may not have accessed
4133                                          * fp-8 and it's "unallocated" stack space.
4134                                          * In such case fallback to conservative.
4135                                          */
4136                                         mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4137                                         bt_reset(bt);
4138                                         return 0;
4139                                 }
4140
4141                                 if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i])) {
4142                                         bt_clear_frame_slot(bt, fr, i);
4143                                         continue;
4144                                 }
4145                                 reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
4146                                 if (reg->precise)
4147                                         bt_clear_frame_slot(bt, fr, i);
4148                                 else
4149                                         reg->precise = true;
4150                         }
4151                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
4152                                 fmt_reg_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN,
4153                                              bt_frame_reg_mask(bt, fr));
4154                                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: parent state regs=%s ",
4155                                         fr, env->tmp_str_buf);
4156                                 fmt_stack_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN,
4157                                                bt_frame_stack_mask(bt, fr));
4158                                 verbose(env, "stack=%s: ", env->tmp_str_buf);
4159                                 print_verifier_state(env, func, true);
4160                         }
4161                 }
4162
4163                 if (bt_empty(bt))
4164                         return 0;
4165
4166                 subseq_idx = first_idx;
4167                 last_idx = st->last_insn_idx;
4168                 first_idx = st->first_insn_idx;
4169         }
4170
4171         /* if we still have requested precise regs or slots, we missed
4172          * something (e.g., stack access through non-r10 register), so
4173          * fallback to marking all precise
4174          */
4175         if (!bt_empty(bt)) {
4176                 mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4177                 bt_reset(bt);
4178         }
4179
4180         return 0;
4181 }
4182
4183 int mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4184 {
4185         return __mark_chain_precision(env, regno);
4186 }
4187
4188 /* mark_chain_precision_batch() assumes that env->bt is set in the caller to
4189  * desired reg and stack masks across all relevant frames
4190  */
4191 static int mark_chain_precision_batch(struct bpf_verifier_env *env)
4192 {
4193         return __mark_chain_precision(env, -1);
4194 }
4195
4196 static bool is_spillable_regtype(enum bpf_reg_type type)
4197 {
4198         switch (base_type(type)) {
4199         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4200         case PTR_TO_STACK:
4201         case PTR_TO_CTX:
4202         case PTR_TO_PACKET:
4203         case PTR_TO_PACKET_META:
4204         case PTR_TO_PACKET_END:
4205         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
4206         case CONST_PTR_TO_MAP:
4207         case PTR_TO_SOCKET:
4208         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
4209         case PTR_TO_TCP_SOCK:
4210         case PTR_TO_XDP_SOCK:
4211         case PTR_TO_BTF_ID:
4212         case PTR_TO_BUF:
4213         case PTR_TO_MEM:
4214         case PTR_TO_FUNC:
4215         case PTR_TO_MAP_KEY:
4216                 return true;
4217         default:
4218                 return false;
4219         }
4220 }
4221
4222 /* Does this register contain a constant zero? */
4223 static bool register_is_null(struct bpf_reg_state *reg)
4224 {
4225         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
4226 }
4227
4228 static bool register_is_const(struct bpf_reg_state *reg)
4229 {
4230         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off);
4231 }
4232
4233 static bool __is_scalar_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
4234 {
4235         return tnum_is_unknown(reg->var_off) &&
4236                reg->smin_value == S64_MIN && reg->smax_value == S64_MAX &&
4237                reg->umin_value == 0 && reg->umax_value == U64_MAX &&
4238                reg->s32_min_value == S32_MIN && reg->s32_max_value == S32_MAX &&
4239                reg->u32_min_value == 0 && reg->u32_max_value == U32_MAX;
4240 }
4241
4242 static bool register_is_bounded(struct bpf_reg_state *reg)
4243 {
4244         return reg->type == SCALAR_VALUE && !__is_scalar_unbounded(reg);
4245 }
4246
4247 static bool __is_pointer_value(bool allow_ptr_leaks,
4248                                const struct bpf_reg_state *reg)
4249 {
4250         if (allow_ptr_leaks)
4251                 return false;
4252
4253         return reg->type != SCALAR_VALUE;
4254 }
4255
4256 /* Copy src state preserving dst->parent and dst->live fields */
4257 static void copy_register_state(struct bpf_reg_state *dst, const struct bpf_reg_state *src)
4258 {
4259         struct bpf_reg_state *parent = dst->parent;
4260         enum bpf_reg_liveness live = dst->live;
4261
4262         *dst = *src;
4263         dst->parent = parent;
4264         dst->live = live;
4265 }
4266
4267 static void save_register_state(struct bpf_func_state *state,
4268                                 int spi, struct bpf_reg_state *reg,
4269                                 int size)
4270 {
4271         int i;
4272
4273         copy_register_state(&state->stack[spi].spilled_ptr, reg);
4274         if (size == BPF_REG_SIZE)
4275                 state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4276
4277         for (i = BPF_REG_SIZE; i > BPF_REG_SIZE - size; i--)
4278                 state->stack[spi].slot_type[i - 1] = STACK_SPILL;
4279
4280         /* size < 8 bytes spill */
4281         for (; i; i--)
4282                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i - 1]);
4283 }
4284
4285 static bool is_bpf_st_mem(struct bpf_insn *insn)
4286 {
4287         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ST && BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEM;
4288 }
4289
4290 /* check_stack_{read,write}_fixed_off functions track spill/fill of registers,
4291  * stack boundary and alignment are checked in check_mem_access()
4292  */
4293 static int check_stack_write_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
4294                                        /* stack frame we're writing to */
4295                                        struct bpf_func_state *state,
4296                                        int off, int size, int value_regno,
4297                                        int insn_idx)
4298 {
4299         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
4300         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE, err;
4301         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
4302         struct bpf_reg_state *reg = NULL;
4303         u32 dst_reg = insn->dst_reg;
4304
4305         err = grow_stack_state(state, round_up(slot + 1, BPF_REG_SIZE));
4306         if (err)
4307                 return err;
4308         /* caller checked that off % size == 0 and -MAX_BPF_STACK <= off < 0,
4309          * so it's aligned access and [off, off + size) are within stack limits
4310          */
4311         if (!env->allow_ptr_leaks &&
4312             state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
4313             size != BPF_REG_SIZE) {
4314                 verbose(env, "attempt to corrupt spilled pointer on stack\n");
4315                 return -EACCES;
4316         }
4317
4318         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
4319         if (value_regno >= 0)
4320                 reg = &cur->regs[value_regno];
4321         if (!env->bypass_spec_v4) {
4322                 bool sanitize = reg && is_spillable_regtype(reg->type);
4323
4324                 for (i = 0; i < size; i++) {
4325                         u8 type = state->stack[spi].slot_type[i];
4326
4327                         if (type != STACK_MISC && type != STACK_ZERO) {
4328                                 sanitize = true;
4329                                 break;
4330                         }
4331                 }
4332
4333                 if (sanitize)
4334                         env->insn_aux_data[insn_idx].sanitize_stack_spill = true;
4335         }
4336
4337         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
4338         if (err)
4339                 return err;
4340
4341         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4342         if (reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && register_is_bounded(reg) &&
4343             !register_is_null(reg) && env->bpf_capable) {
4344                 if (dst_reg != BPF_REG_FP) {
4345                         /* The backtracking logic can only recognize explicit
4346                          * stack slot address like [fp - 8]. Other spill of
4347                          * scalar via different register has to be conservative.
4348                          * Backtrack from here and mark all registers as precise
4349                          * that contributed into 'reg' being a constant.
4350                          */
4351                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4352                         if (err)
4353                                 return err;
4354                 }
4355                 save_register_state(state, spi, reg, size);
4356                 /* Break the relation on a narrowing spill. */
4357                 if (fls64(reg->umax_value) > BITS_PER_BYTE * size)
4358                         state->stack[spi].spilled_ptr.id = 0;
4359         } else if (!reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && is_bpf_st_mem(insn) &&
4360                    insn->imm != 0 && env->bpf_capable) {
4361                 struct bpf_reg_state fake_reg = {};
4362
4363                 __mark_reg_known(&fake_reg, (u32)insn->imm);
4364                 fake_reg.type = SCALAR_VALUE;
4365                 save_register_state(state, spi, &fake_reg, size);
4366         } else if (reg && is_spillable_regtype(reg->type)) {
4367                 /* register containing pointer is being spilled into stack */
4368                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
4369                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
4370                         verbose(env, "invalid size of register spill\n");
4371                         return -EACCES;
4372                 }
4373                 if (state != cur && reg->type == PTR_TO_STACK) {
4374                         verbose(env, "cannot spill pointers to stack into stack frame of the caller\n");
4375                         return -EINVAL;
4376                 }
4377                 save_register_state(state, spi, reg, size);
4378         } else {
4379                 u8 type = STACK_MISC;
4380
4381                 /* regular write of data into stack destroys any spilled ptr */
4382                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
4383                 /* Mark slots as STACK_MISC if they belonged to spilled ptr/dynptr/iter. */
4384                 if (is_stack_slot_special(&state->stack[spi]))
4385                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
4386                                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i]);
4387
4388                 /* only mark the slot as written if all 8 bytes were written
4389                  * otherwise read propagation may incorrectly stop too soon
4390                  * when stack slots are partially written.
4391                  * This heuristic means that read propagation will be
4392                  * conservative, since it will add reg_live_read marks
4393                  * to stack slots all the way to first state when programs
4394                  * writes+reads less than 8 bytes
4395                  */
4396                 if (size == BPF_REG_SIZE)
4397                         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4398
4399                 /* when we zero initialize stack slots mark them as such */
4400                 if ((reg && register_is_null(reg)) ||
4401                     (!reg && is_bpf_st_mem(insn) && insn->imm == 0)) {
4402                         /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
4403                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4404                         if (err)
4405                                 return err;
4406                         type = STACK_ZERO;
4407                 }
4408
4409                 /* Mark slots affected by this stack write. */
4410                 for (i = 0; i < size; i++)
4411                         state->stack[spi].slot_type[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] =
4412                                 type;
4413         }
4414         return 0;
4415 }
4416
4417 /* Write the stack: 'stack[ptr_regno + off] = value_regno'. 'ptr_regno' is
4418  * known to contain a variable offset.
4419  * This function checks whether the write is permitted and conservatively
4420  * tracks the effects of the write, considering that each stack slot in the
4421  * dynamic range is potentially written to.
4422  *
4423  * 'off' includes 'regno->off'.
4424  * 'value_regno' can be -1, meaning that an unknown value is being written to
4425  * the stack.
4426  *
4427  * Spilled pointers in range are not marked as written because we don't know
4428  * what's going to be actually written. This means that read propagation for
4429  * future reads cannot be terminated by this write.
4430  *
4431  * For privileged programs, uninitialized stack slots are considered
4432  * initialized by this write (even though we don't know exactly what offsets
4433  * are going to be written to). The idea is that we don't want the verifier to
4434  * reject future reads that access slots written to through variable offsets.
4435  */
4436 static int check_stack_write_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
4437                                      /* func where register points to */
4438                                      struct bpf_func_state *state,
4439                                      int ptr_regno, int off, int size,
4440                                      int value_regno, int insn_idx)
4441 {
4442         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
4443         int min_off, max_off;
4444         int i, err;
4445         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, *value_reg = NULL;
4446         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
4447         bool writing_zero = false;
4448         /* set if the fact that we're writing a zero is used to let any
4449          * stack slots remain STACK_ZERO
4450          */
4451         bool zero_used = false;
4452
4453         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
4454         ptr_reg = &cur->regs[ptr_regno];
4455         min_off = ptr_reg->smin_value + off;
4456         max_off = ptr_reg->smax_value + off + size;
4457         if (value_regno >= 0)
4458                 value_reg = &cur->regs[value_regno];
4459         if ((value_reg && register_is_null(value_reg)) ||
4460             (!value_reg && is_bpf_st_mem(insn) && insn->imm == 0))
4461                 writing_zero = true;
4462
4463         err = grow_stack_state(state, round_up(-min_off, BPF_REG_SIZE));
4464         if (err)
4465                 return err;
4466
4467         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4468                 int spi;
4469
4470                 spi = __get_spi(i);
4471                 err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
4472                 if (err)
4473                         return err;
4474         }
4475
4476         /* Variable offset writes destroy any spilled pointers in range. */
4477         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4478                 u8 new_type, *stype;
4479                 int slot, spi;
4480
4481                 slot = -i - 1;
4482                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4483                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
4484                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4485
4486                 if (!env->allow_ptr_leaks && *stype != STACK_MISC && *stype != STACK_ZERO) {
4487                         /* Reject the write if range we may write to has not
4488                          * been initialized beforehand. If we didn't reject
4489                          * here, the ptr status would be erased below (even
4490                          * though not all slots are actually overwritten),
4491                          * possibly opening the door to leaks.
4492                          *
4493                          * We do however catch STACK_INVALID case below, and
4494                          * only allow reading possibly uninitialized memory
4495                          * later for CAP_PERFMON, as the write may not happen to
4496                          * that slot.
4497                          */
4498                         verbose(env, "spilled ptr in range of var-offset stack write; insn %d, ptr off: %d",
4499                                 insn_idx, i);
4500                         return -EINVAL;
4501                 }
4502
4503                 /* Erase all spilled pointers. */
4504                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
4505
4506                 /* Update the slot type. */
4507                 new_type = STACK_MISC;
4508                 if (writing_zero && *stype == STACK_ZERO) {
4509                         new_type = STACK_ZERO;
4510                         zero_used = true;
4511                 }
4512                 /* If the slot is STACK_INVALID, we check whether it's OK to
4513                  * pretend that it will be initialized by this write. The slot
4514                  * might not actually be written to, and so if we mark it as
4515                  * initialized future reads might leak uninitialized memory.
4516                  * For privileged programs, we will accept such reads to slots
4517                  * that may or may not be written because, if we're reject
4518                  * them, the error would be too confusing.
4519                  */
4520                 if (*stype == STACK_INVALID && !env->allow_uninit_stack) {
4521                         verbose(env, "uninit stack in range of var-offset write prohibited for !root; insn %d, off: %d",
4522                                         insn_idx, i);
4523                         return -EINVAL;
4524                 }
4525                 *stype = new_type;
4526         }
4527         if (zero_used) {
4528                 /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
4529                 err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4530                 if (err)
4531                         return err;
4532         }
4533         return 0;
4534 }
4535
4536 /* When register 'dst_regno' is assigned some values from stack[min_off,
4537  * max_off), we set the register's type according to the types of the
4538  * respective stack slots. If all the stack values are known to be zeros, then
4539  * so is the destination reg. Otherwise, the register is considered to be
4540  * SCALAR. This function does not deal with register filling; the caller must
4541  * ensure that all spilled registers in the stack range have been marked as
4542  * read.
4543  */
4544 static void mark_reg_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
4545                                 /* func where src register points to */
4546                                 struct bpf_func_state *ptr_state,
4547                                 int min_off, int max_off, int dst_regno)
4548 {
4549         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4550         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4551         int i, slot, spi;
4552         u8 *stype;
4553         int zeros = 0;
4554
4555         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4556                 slot = -i - 1;
4557                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4558                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4559                 stype = ptr_state->stack[spi].slot_type;
4560                 if (stype[slot % BPF_REG_SIZE] != STACK_ZERO)
4561                         break;
4562                 zeros++;
4563         }
4564         if (zeros == max_off - min_off) {
4565                 /* any access_size read into register is zero extended,
4566                  * so the whole register == const_zero
4567                  */
4568                 __mark_reg_const_zero(&state->regs[dst_regno]);
4569                 /* backtracking doesn't support STACK_ZERO yet,
4570                  * so mark it precise here, so that later
4571                  * backtracking can stop here.
4572                  * Backtracking may not need this if this register
4573                  * doesn't participate in pointer adjustment.
4574                  * Forward propagation of precise flag is not
4575                  * necessary either. This mark is only to stop
4576                  * backtracking. Any register that contributed
4577                  * to const 0 was marked precise before spill.
4578                  */
4579                 state->regs[dst_regno].precise = true;
4580         } else {
4581                 /* have read misc data from the stack */
4582                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
4583         }
4584         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4585 }
4586
4587 /* Read the stack at 'off' and put the results into the register indicated by
4588  * 'dst_regno'. It handles reg filling if the addressed stack slot is a
4589  * spilled reg.
4590  *
4591  * 'dst_regno' can be -1, meaning that the read value is not going to a
4592  * register.
4593  *
4594  * The access is assumed to be within the current stack bounds.
4595  */
4596 static int check_stack_read_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
4597                                       /* func where src register points to */
4598                                       struct bpf_func_state *reg_state,
4599                                       int off, int size, int dst_regno)
4600 {
4601         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4602         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4603         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4604         struct bpf_reg_state *reg;
4605         u8 *stype, type;
4606
4607         stype = reg_state->stack[spi].slot_type;
4608         reg = &reg_state->stack[spi].spilled_ptr;
4609
4610         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4611
4612         if (is_spilled_reg(&reg_state->stack[spi])) {
4613                 u8 spill_size = 1;
4614
4615                 for (i = BPF_REG_SIZE - 1; i > 0 && stype[i - 1] == STACK_SPILL; i--)
4616                         spill_size++;
4617
4618                 if (size != BPF_REG_SIZE || spill_size != BPF_REG_SIZE) {
4619                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4620                                 verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
4621                                 verbose(env, "invalid size of register fill\n");
4622                                 return -EACCES;
4623                         }
4624
4625                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4626                         if (dst_regno < 0)
4627                                 return 0;
4628
4629                         if (!(off % BPF_REG_SIZE) && size == spill_size) {
4630                                 /* The earlier check_reg_arg() has decided the
4631                                  * subreg_def for this insn.  Save it first.
4632                                  */
4633                                 s32 subreg_def = state->regs[dst_regno].subreg_def;
4634
4635                                 copy_register_state(&state->regs[dst_regno], reg);
4636                                 state->regs[dst_regno].subreg_def = subreg_def;
4637                         } else {
4638                                 for (i = 0; i < size; i++) {
4639                                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
4640                                         if (type == STACK_SPILL)
4641                                                 continue;
4642                                         if (type == STACK_MISC)
4643                                                 continue;
4644                                         if (type == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)
4645                                                 continue;
4646                                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
4647                                                 off, i, size);
4648                                         return -EACCES;
4649                                 }
4650                                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
4651                         }
4652                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4653                         return 0;
4654                 }
4655
4656                 if (dst_regno >= 0) {
4657                         /* restore register state from stack */
4658                         copy_register_state(&state->regs[dst_regno], reg);
4659                         /* mark reg as written since spilled pointer state likely
4660                          * has its liveness marks cleared by is_state_visited()
4661                          * which resets stack/reg liveness for state transitions
4662                          */
4663                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4664                 } else if (__is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg)) {
4665                         /* If dst_regno==-1, the caller is asking us whether
4666                          * it is acceptable to use this value as a SCALAR_VALUE
4667                          * (e.g. for XADD).
4668                          * We must not allow unprivileged callers to do that
4669                          * with spilled pointers.
4670                          */
4671                         verbose(env, "leaking pointer from stack off %d\n",
4672                                 off);
4673                         return -EACCES;
4674                 }
4675                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4676         } else {
4677                 for (i = 0; i < size; i++) {
4678                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
4679                         if (type == STACK_MISC)
4680                                 continue;
4681                         if (type == STACK_ZERO)
4682                                 continue;
4683                         if (type == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)
4684                                 continue;
4685                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
4686                                 off, i, size);
4687                         return -EACCES;
4688                 }
4689                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4690                 if (dst_regno >= 0)
4691                         mark_reg_stack_read(env, reg_state, off, off + size, dst_regno);
4692         }
4693         return 0;
4694 }
4695
4696 enum bpf_access_src {
4697         ACCESS_DIRECT = 1,  /* the access is performed by an instruction */
4698         ACCESS_HELPER = 2,  /* the access is performed by a helper */
4699 };
4700
4701 static int check_stack_range_initialized(struct bpf_verifier_env *env,
4702                                          int regno, int off, int access_size,
4703                                          bool zero_size_allowed,
4704                                          enum bpf_access_src type,
4705                                          struct bpf_call_arg_meta *meta);
4706
4707 static struct bpf_reg_state *reg_state(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4708 {
4709         return cur_regs(env) + regno;
4710 }
4711
4712 /* Read the stack at 'ptr_regno + off' and put the result into the register
4713  * 'dst_regno'.
4714  * 'off' includes the pointer register's fixed offset(i.e. 'ptr_regno.off'),
4715  * but not its variable offset.
4716  * 'size' is assumed to be <= reg size and the access is assumed to be aligned.
4717  *
4718  * As opposed to check_stack_read_fixed_off, this function doesn't deal with
4719  * filling registers (i.e. reads of spilled register cannot be detected when
4720  * the offset is not fixed). We conservatively mark 'dst_regno' as containing
4721  * SCALAR_VALUE. That's why we assert that the 'ptr_regno' has a variable
4722  * offset; for a fixed offset check_stack_read_fixed_off should be used
4723  * instead.
4724  */
4725 static int check_stack_read_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
4726                                     int ptr_regno, int off, int size, int dst_regno)
4727 {
4728         /* The state of the source register. */
4729         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4730         struct bpf_func_state *ptr_state = func(env, reg);
4731         int err;
4732         int min_off, max_off;
4733
4734         /* Note that we pass a NULL meta, so raw access will not be permitted.
4735          */
4736         err = check_stack_range_initialized(env, ptr_regno, off, size,
4737                                             false, ACCESS_DIRECT, NULL);
4738         if (err)
4739                 return err;
4740
4741         min_off = reg->smin_value + off;
4742         max_off = reg->smax_value + off;
4743         mark_reg_stack_read(env, ptr_state, min_off, max_off + size, dst_regno);
4744         return 0;
4745 }
4746
4747 /* check_stack_read dispatches to check_stack_read_fixed_off or
4748  * check_stack_read_var_off.
4749  *
4750  * The caller must ensure that the offset falls within the allocated stack
4751  * bounds.
4752  *
4753  * 'dst_regno' is a register which will receive the value from the stack. It
4754  * can be -1, meaning that the read value is not going to a register.
4755  */
4756 static int check_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
4757                             int ptr_regno, int off, int size,
4758                             int dst_regno)
4759 {
4760         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4761         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
4762         int err;
4763         /* Some accesses are only permitted with a static offset. */
4764         bool var_off = !tnum_is_const(reg->var_off);
4765
4766         /* The offset is required to be static when reads don't go to a
4767          * register, in order to not leak pointers (see
4768          * check_stack_read_fixed_off).
4769          */
4770         if (dst_regno < 0 && var_off) {
4771                 char tn_buf[48];
4772
4773                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4774                 verbose(env, "variable offset stack pointer cannot be passed into helper function; var_off=%s off=%d size=%d\n",
4775                         tn_buf, off, size);
4776                 return -EACCES;
4777         }
4778         /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity
4779          * since it requires corresponding support in Spectre masking for stack
4780          * ALU. See also retrieve_ptr_limit(). The check in
4781          * check_stack_access_for_ptr_arithmetic() called by
4782          * adjust_ptr_min_max_vals() prevents users from creating stack pointers
4783          * with variable offsets, therefore no check is required here. Further,
4784          * just checking it here would be insufficient as speculative stack
4785          * writes could still lead to unsafe speculative behaviour.
4786          */
4787         if (!var_off) {
4788                 off += reg->var_off.value;
4789                 err = check_stack_read_fixed_off(env, state, off, size,
4790                                                  dst_regno);
4791         } else {
4792                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
4793                  * than fixed offset ones. Note that dst_regno >= 0 on this
4794                  * branch.
4795                  */
4796                 err = check_stack_read_var_off(env, ptr_regno, off, size,
4797                                                dst_regno);
4798         }
4799         return err;
4800 }
4801
4802
4803 /* check_stack_write dispatches to check_stack_write_fixed_off or
4804  * check_stack_write_var_off.
4805  *
4806  * 'ptr_regno' is the register used as a pointer into the stack.
4807  * 'off' includes 'ptr_regno->off', but not its variable offset (if any).
4808  * 'value_regno' is the register whose value we're writing to the stack. It can
4809  * be -1, meaning that we're not writing from a register.
4810  *
4811  * The caller must ensure that the offset falls within the maximum stack size.
4812  */
4813 static int check_stack_write(struct bpf_verifier_env *env,
4814                              int ptr_regno, int off, int size,
4815                              int value_regno, int insn_idx)
4816 {
4817         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4818         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
4819         int err;
4820
4821         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
4822                 off += reg->var_off.value;
4823                 err = check_stack_write_fixed_off(env, state, off, size,
4824                                                   value_regno, insn_idx);
4825         } else {
4826                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
4827                  * than fixed offset ones.
4828                  */
4829                 err = check_stack_write_var_off(env, state,
4830                                                 ptr_regno, off, size,
4831                                                 value_regno, insn_idx);
4832         }
4833         return err;
4834 }
4835
4836 static int check_map_access_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
4837                                  int off, int size, enum bpf_access_type type)
4838 {
4839         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4840         struct bpf_map *map = regs[regno].map_ptr;
4841         u32 cap = bpf_map_flags_to_cap(map);
4842
4843         if (type == BPF_WRITE && !(cap & BPF_MAP_CAN_WRITE)) {
4844                 verbose(env, "write into map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
4845                         map->value_size, off, size);
4846                 return -EACCES;
4847         }
4848
4849         if (type == BPF_READ && !(cap & BPF_MAP_CAN_READ)) {
4850                 verbose(env, "read from map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
4851                         map->value_size, off, size);
4852                 return -EACCES;
4853         }
4854
4855         return 0;
4856 }
4857
4858 /* check read/write into memory region (e.g., map value, ringbuf sample, etc) */
4859 static int __check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
4860                               int off, int size, u32 mem_size,
4861                               bool zero_size_allowed)
4862 {
4863         bool size_ok = size > 0 || (size == 0 && zero_size_allowed);
4864         struct bpf_reg_state *reg;
4865
4866         if (off >= 0 && size_ok && (u64)off + size <= mem_size)
4867                 return 0;
4868
4869         reg = &cur_regs(env)[regno];
4870         switch (reg->type) {
4871         case PTR_TO_MAP_KEY:
4872                 verbose(env, "invalid access to map key, key_size=%d off=%d size=%d\n",
4873                         mem_size, off, size);
4874                 break;
4875         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4876                 verbose(env, "invalid access to map value, value_size=%d off=%d size=%d\n",
4877                         mem_size, off, size);
4878                 break;
4879         case PTR_TO_PACKET:
4880         case PTR_TO_PACKET_META:
4881         case PTR_TO_PACKET_END:
4882                 verbose(env, "invalid access to packet, off=%d size=%d, R%d(id=%d,off=%d,r=%d)\n",
4883                         off, size, regno, reg->id, off, mem_size);
4884                 break;
4885         case PTR_TO_MEM:
4886         default:
4887                 verbose(env, "invalid access to memory, mem_size=%u off=%d size=%d\n",
4888                         mem_size, off, size);
4889         }
4890
4891         return -EACCES;
4892 }
4893
4894 /* check read/write into a memory region with possible variable offset */
4895 static int check_mem_region_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
4896                                    int off, int size, u32 mem_size,
4897                                    bool zero_size_allowed)
4898 {
4899         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4900         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4901         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
4902         int err;
4903
4904         /* We may have adjusted the register pointing to memory region, so we
4905          * need to try adding each of min_value and max_value to off
4906          * to make sure our theoretical access will be safe.
4907          *
4908          * The minimum value is only important with signed
4909          * comparisons where we can't assume the floor of a
4910          * value is 0.  If we are using signed variables for our
4911          * index'es we need to make sure that whatever we use
4912          * will have a set floor within our range.
4913          */
4914         if (reg->smin_value < 0 &&
4915             (reg->smin_value == S64_MIN ||
4916              (off + reg->smin_value != (s64)(s32)(off + reg->smin_value)) ||
4917               reg->smin_value + off < 0)) {
4918                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
4919                         regno);
4920                 return -EACCES;
4921         }
4922         err = __check_mem_access(env, regno, reg->smin_value + off, size,
4923                                  mem_size, zero_size_allowed);
4924         if (err) {
4925                 verbose(env, "R%d min value is outside of the allowed memory range\n",
4926                         regno);
4927                 return err;
4928         }
4929
4930         /* If we haven't set a max value then we need to bail since we can't be
4931          * sure we won't do bad things.
4932          * If reg->umax_value + off could overflow, treat that as unbounded too.
4933          */
4934         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
4935                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, make sure to bounds check any such access\n",
4936                         regno);
4937                 return -EACCES;
4938         }
4939         err = __check_mem_access(env, regno, reg->umax_value + off, size,
4940                                  mem_size, zero_size_allowed);
4941         if (err) {
4942                 verbose(env, "R%d max value is outside of the allowed memory range\n",
4943                         regno);
4944                 return err;
4945         }
4946
4947         return 0;
4948 }
4949
4950 static int __check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
4951                                const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
4952                                bool fixed_off_ok)
4953 {
4954         /* Access to this pointer-typed register or passing it to a helper
4955          * is only allowed in its original, unmodified form.
4956          */
4957
4958         if (reg->off < 0) {
4959                 verbose(env, "negative offset %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
4960                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
4961                 return -EACCES;
4962         }
4963
4964         if (!fixed_off_ok && reg->off) {
4965                 verbose(env, "dereference of modified %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
4966                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
4967                 return -EACCES;
4968         }
4969
4970         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
4971                 char tn_buf[48];
4972
4973                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4974                 verbose(env, "variable %s access var_off=%s disallowed\n",
4975                         reg_type_str(env, reg->type), tn_buf);
4976                 return -EACCES;
4977         }
4978
4979         return 0;
4980 }
4981
4982 int check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
4983                       const struct bpf_reg_state *reg, int regno)
4984 {
4985         return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
4986 }
4987
4988 static int map_kptr_match_type(struct bpf_verifier_env *env,
4989                                struct btf_field *kptr_field,
4990                                struct bpf_reg_state *reg, u32 regno)
4991 {
4992         const char *targ_name = btf_type_name(kptr_field->kptr.btf, kptr_field->kptr.btf_id);
4993         int perm_flags;
4994         const char *reg_name = "";
4995
4996         if (btf_is_kernel(reg->btf)) {
4997                 perm_flags = PTR_MAYBE_NULL | PTR_TRUSTED | MEM_RCU;
4998
4999                 /* Only unreferenced case accepts untrusted pointers */
5000                 if (kptr_field->type == BPF_KPTR_UNREF)
5001                         perm_flags |= PTR_UNTRUSTED;
5002         } else {
5003                 perm_flags = PTR_MAYBE_NULL | MEM_ALLOC;
5004         }
5005
5006         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID || (type_flag(reg->type) & ~perm_flags))
5007                 goto bad_type;
5008
5009         /* We need to verify reg->type and reg->btf, before accessing reg->btf */
5010         reg_name = btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id);
5011
5012         /* For ref_ptr case, release function check should ensure we get one
5013          * referenced PTR_TO_BTF_ID, and that its fixed offset is 0. For the
5014          * normal store of unreferenced kptr, we must ensure var_off is zero.
5015          * Since ref_ptr cannot be accessed directly by BPF insns, checks for
5016          * reg->off and reg->ref_obj_id are not needed here.
5017          */
5018         if (__check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true))
5019                 return -EACCES;
5020
5021         /* A full type match is needed, as BTF can be vmlinux, module or prog BTF, and
5022          * we also need to take into account the reg->off.
5023          *
5024          * We want to support cases like:
5025          *
5026          * struct foo {
5027          *         struct bar br;
5028          *         struct baz bz;
5029          * };
5030          *
5031          * struct foo *v;
5032          * v = func();        // PTR_TO_BTF_ID
5033          * val->foo = v;      // reg->off is zero, btf and btf_id match type
5034          * val->bar = &v->br; // reg->off is still zero, but we need to retry with
5035          *                    // first member type of struct after comparison fails
5036          * val->baz = &v->bz; // reg->off is non-zero, so struct needs to be walked
5037          *                    // to match type
5038          *
5039          * In the kptr_ref case, check_func_arg_reg_off already ensures reg->off
5040          * is zero. We must also ensure that btf_struct_ids_match does not walk
5041          * the struct to match type against first member of struct, i.e. reject
5042          * second case from above. Hence, when type is BPF_KPTR_REF, we set
5043          * strict mode to true for type match.
5044          */
5045         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
5046                                   kptr_field->kptr.btf, kptr_field->kptr.btf_id,
5047                                   kptr_field->type == BPF_KPTR_REF))
5048                 goto bad_type;
5049         return 0;
5050 bad_type:
5051         verbose(env, "invalid kptr access, R%d type=%s%s ", regno,
5052                 reg_type_str(env, reg->type), reg_name);
5053         verbose(env, "expected=%s%s", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID), targ_name);
5054         if (kptr_field->type == BPF_KPTR_UNREF)
5055                 verbose(env, " or %s%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED),
5056                         targ_name);
5057         else
5058                 verbose(env, "\n");
5059         return -EINVAL;
5060 }
5061
5062 /* The non-sleepable programs and sleepable programs with explicit bpf_rcu_read_lock()
5063  * can dereference RCU protected pointers and result is PTR_TRUSTED.
5064  */
5065 static bool in_rcu_cs(struct bpf_verifier_env *env)
5066 {
5067         return env->cur_state->active_rcu_lock ||
5068                env->cur_state->active_lock.ptr ||
5069                !env->prog->aux->sleepable;
5070 }
5071
5072 /* Once GCC supports btf_type_tag the following mechanism will be replaced with tag check */
5073 BTF_SET_START(rcu_protected_types)
5074 BTF_ID(struct, prog_test_ref_kfunc)
5075 BTF_ID(struct, cgroup)
5076 BTF_ID(struct, bpf_cpumask)
5077 BTF_ID(struct, task_struct)
5078 BTF_SET_END(rcu_protected_types)
5079
5080 static bool rcu_protected_object(const struct btf *btf, u32 btf_id)
5081 {
5082         if (!btf_is_kernel(btf))
5083                 return false;
5084         return btf_id_set_contains(&rcu_protected_types, btf_id);
5085 }
5086
5087 static bool rcu_safe_kptr(const struct btf_field *field)
5088 {
5089         const struct btf_field_kptr *kptr = &field->kptr;
5090
5091         return field->type == BPF_KPTR_REF && rcu_protected_object(kptr->btf, kptr->btf_id);
5092 }
5093
5094 static int check_map_kptr_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5095                                  int value_regno, int insn_idx,
5096                                  struct btf_field *kptr_field)
5097 {
5098         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
5099         int class = BPF_CLASS(insn->code);
5100         struct bpf_reg_state *val_reg;
5101
5102         /* Things we already checked for in check_map_access and caller:
5103          *  - Reject cases where variable offset may touch kptr
5104          *  - size of access (must be BPF_DW)
5105          *  - tnum_is_const(reg->var_off)
5106          *  - kptr_field->offset == off + reg->var_off.value
5107          */
5108         /* Only BPF_[LDX,STX,ST] | BPF_MEM | BPF_DW is supported */
5109         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM) {
5110                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_MEM instruction mode\n");
5111                 return -EACCES;
5112         }
5113
5114         /* We only allow loading referenced kptr, since it will be marked as
5115          * untrusted, similar to unreferenced kptr.
5116          */
5117         if (class != BPF_LDX && kptr_field->type == BPF_KPTR_REF) {
5118                 verbose(env, "store to referenced kptr disallowed\n");
5119                 return -EACCES;
5120         }
5121
5122         if (class == BPF_LDX) {
5123                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
5124                 /* We can simply mark the value_regno receiving the pointer
5125                  * value from map as PTR_TO_BTF_ID, with the correct type.
5126                  */
5127                 mark_btf_ld_reg(env, cur_regs(env), value_regno, PTR_TO_BTF_ID, kptr_field->kptr.btf,
5128                                 kptr_field->kptr.btf_id,
5129                                 rcu_safe_kptr(kptr_field) && in_rcu_cs(env) ?
5130                                 PTR_MAYBE_NULL | MEM_RCU :
5131                                 PTR_MAYBE_NULL | PTR_UNTRUSTED);
5132                 /* For mark_ptr_or_null_reg */
5133                 val_reg->id = ++env->id_gen;
5134         } else if (class == BPF_STX) {
5135                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
5136                 if (!register_is_null(val_reg) &&
5137                     map_kptr_match_type(env, kptr_field, val_reg, value_regno))
5138                         return -EACCES;
5139         } else if (class == BPF_ST) {
5140                 if (insn->imm) {
5141                         verbose(env, "BPF_ST imm must be 0 when storing to kptr at off=%u\n",
5142                                 kptr_field->offset);
5143                         return -EACCES;
5144                 }
5145         } else {
5146                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_LDX/BPF_STX/BPF_ST\n");
5147                 return -EACCES;
5148         }
5149         return 0;
5150 }
5151
5152 /* check read/write into a map element with possible variable offset */
5153 static int check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5154                             int off, int size, bool zero_size_allowed,
5155                             enum bpf_access_src src)
5156 {
5157         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5158         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
5159         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
5160         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
5161         struct btf_record *rec;
5162         int err, i;
5163
5164         err = check_mem_region_access(env, regno, off, size, map->value_size,
5165                                       zero_size_allowed);
5166         if (err)
5167                 return err;
5168
5169         if (IS_ERR_OR_NULL(map->record))
5170                 return 0;
5171         rec = map->record;
5172         for (i = 0; i < rec->cnt; i++) {
5173                 struct btf_field *field = &rec->fields[i];
5174                 u32 p = field->offset;
5175
5176                 /* If any part of a field  can be touched by load/store, reject
5177                  * this program. To check that [x1, x2) overlaps with [y1, y2),
5178                  * it is sufficient to check x1 < y2 && y1 < x2.
5179                  */
5180                 if (reg->smin_value + off < p + btf_field_type_size(field->type) &&
5181                     p < reg->umax_value + off + size) {
5182                         switch (field->type) {
5183                         case BPF_KPTR_UNREF:
5184                         case BPF_KPTR_REF:
5185                                 if (src != ACCESS_DIRECT) {
5186                                         verbose(env, "kptr cannot be accessed indirectly by helper\n");
5187                                         return -EACCES;
5188                                 }
5189                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
5190                                         verbose(env, "kptr access cannot have variable offset\n");
5191                                         return -EACCES;
5192                                 }
5193                                 if (p != off + reg->var_off.value) {
5194                                         verbose(env, "kptr access misaligned expected=%u off=%llu\n",
5195                                                 p, off + reg->var_off.value);
5196                                         return -EACCES;
5197                                 }
5198                                 if (size != bpf_size_to_bytes(BPF_DW)) {
5199                                         verbose(env, "kptr access size must be BPF_DW\n");
5200                                         return -EACCES;
5201                                 }
5202                                 break;
5203                         default:
5204                                 verbose(env, "%s cannot be accessed directly by load/store\n",
5205                                         btf_field_type_name(field->type));
5206                                 return -EACCES;
5207                         }
5208                 }
5209         }
5210         return 0;
5211 }
5212
5213 #define MAX_PACKET_OFF 0xffff
5214
5215 static bool may_access_direct_pkt_data(struct bpf_verifier_env *env,
5216                                        const struct bpf_call_arg_meta *meta,
5217                                        enum bpf_access_type t)
5218 {
5219         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
5220
5221         switch (prog_type) {
5222         /* Program types only with direct read access go here! */
5223         case BPF_PROG_TYPE_LWT_IN:
5224         case BPF_PROG_TYPE_LWT_OUT:
5225         case BPF_PROG_TYPE_LWT_SEG6LOCAL:
5226         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
5227         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
5228         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
5229                 if (t == BPF_WRITE)
5230                         return false;
5231                 fallthrough;
5232
5233         /* Program types with direct read + write access go here! */
5234         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
5235         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
5236         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
5237         case BPF_PROG_TYPE_LWT_XMIT:
5238         case BPF_PROG_TYPE_SK_SKB:
5239         case BPF_PROG_TYPE_SK_MSG:
5240                 if (meta)
5241                         return meta->pkt_access;
5242
5243                 env->seen_direct_write = true;
5244                 return true;
5245
5246         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
5247                 if (t == BPF_WRITE)
5248                         env->seen_direct_write = true;
5249
5250                 return true;
5251
5252         default:
5253                 return false;
5254         }
5255 }
5256
5257 static int check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
5258                                int size, bool zero_size_allowed)
5259 {
5260         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5261         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
5262         int err;
5263
5264         /* We may have added a variable offset to the packet pointer; but any
5265          * reg->range we have comes after that.  We are only checking the fixed
5266          * offset.
5267          */
5268
5269         /* We don't allow negative numbers, because we aren't tracking enough
5270          * detail to prove they're safe.
5271          */
5272         if (reg->smin_value < 0) {
5273                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
5274                         regno);
5275                 return -EACCES;
5276         }
5277
5278         err = reg->range < 0 ? -EINVAL :
5279               __check_mem_access(env, regno, off, size, reg->range,
5280                                  zero_size_allowed);
5281         if (err) {
5282                 verbose(env, "R%d offset is outside of the packet\n", regno);
5283                 return err;
5284         }
5285
5286         /* __check_mem_access has made sure "off + size - 1" is within u16.
5287          * reg->umax_value can't be bigger than MAX_PACKET_OFF which is 0xffff,
5288          * otherwise find_good_pkt_pointers would have refused to set range info
5289          * that __check_mem_access would have rejected this pkt access.
5290          * Therefore, "off + reg->umax_value + size - 1" won't overflow u32.
5291          */
5292         env->prog->aux->max_pkt_offset =
5293                 max_t(u32, env->prog->aux->max_pkt_offset,
5294                       off + reg->umax_value + size - 1);
5295
5296         return err;
5297 }
5298
5299 /* check access to 'struct bpf_context' fields.  Supports fixed offsets only */
5300 static int check_ctx_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, int off, int size,
5301                             enum bpf_access_type t, enum bpf_reg_type *reg_type,
5302                             struct btf **btf, u32 *btf_id)
5303 {
5304         struct bpf_insn_access_aux info = {
5305                 .reg_type = *reg_type,
5306                 .log = &env->log,
5307         };
5308
5309         if (env->ops->is_valid_access &&
5310             env->ops->is_valid_access(off, size, t, env->prog, &info)) {
5311                 /* A non zero info.ctx_field_size indicates that this field is a
5312                  * candidate for later verifier transformation to load the whole
5313                  * field and then apply a mask when accessed with a narrower
5314                  * access than actual ctx access size. A zero info.ctx_field_size
5315                  * will only allow for whole field access and rejects any other
5316                  * type of narrower access.
5317                  */
5318                 *reg_type = info.reg_type;
5319
5320                 if (base_type(*reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
5321                         *btf = info.btf;
5322                         *btf_id = info.btf_id;
5323                 } else {
5324                         env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size = info.ctx_field_size;
5325                 }
5326                 /* remember the offset of last byte accessed in ctx */
5327                 if (env->prog->aux->max_ctx_offset < off + size)
5328                         env->prog->aux->max_ctx_offset = off + size;
5329                 return 0;
5330         }
5331
5332         verbose(env, "invalid bpf_context access off=%d size=%d\n", off, size);
5333         return -EACCES;
5334 }
5335
5336 static int check_flow_keys_access(struct bpf_verifier_env *env, int off,
5337                                   int size)
5338 {
5339         if (size < 0 || off < 0 ||
5340             (u64)off + size > sizeof(struct bpf_flow_keys)) {
5341                 verbose(env, "invalid access to flow keys off=%d size=%d\n",
5342                         off, size);
5343                 return -EACCES;
5344         }
5345         return 0;
5346 }
5347
5348 static int check_sock_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
5349                              u32 regno, int off, int size,
5350                              enum bpf_access_type t)
5351 {
5352         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5353         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
5354         struct bpf_insn_access_aux info = {};
5355         bool valid;
5356
5357         if (reg->smin_value < 0) {
5358                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
5359                         regno);
5360                 return -EACCES;
5361         }
5362
5363         switch (reg->type) {
5364         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
5365                 valid = bpf_sock_common_is_valid_access(off, size, t, &info);
5366                 break;
5367         case PTR_TO_SOCKET:
5368                 valid = bpf_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5369                 break;
5370         case PTR_TO_TCP_SOCK:
5371                 valid = bpf_tcp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5372                 break;
5373         case PTR_TO_XDP_SOCK:
5374                 valid = bpf_xdp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5375                 break;
5376         default:
5377                 valid = false;
5378         }
5379
5380
5381         if (valid) {
5382                 env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size =
5383                         info.ctx_field_size;
5384                 return 0;
5385         }
5386
5387         verbose(env, "R%d invalid %s access off=%d size=%d\n",
5388                 regno, reg_type_str(env, reg->type), off, size);
5389
5390         return -EACCES;
5391 }
5392
5393 static bool is_pointer_value(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5394 {
5395         return __is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg_state(env, regno));
5396 }
5397
5398 static bool is_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5399 {
5400         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5401
5402         return reg->type == PTR_TO_CTX;
5403 }
5404
5405 static bool is_sk_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5406 {
5407         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5408
5409         return type_is_sk_pointer(reg->type);
5410 }
5411
5412 static bool is_pkt_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5413 {
5414         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5415
5416         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
5417 }
5418
5419 static bool is_flow_key_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5420 {
5421         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5422
5423         /* Separate to is_ctx_reg() since we still want to allow BPF_ST here. */
5424         return reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS;
5425 }
5426
5427 static u32 *reg2btf_ids[__BPF_REG_TYPE_MAX] = {
5428 #ifdef CONFIG_NET
5429         [PTR_TO_SOCKET] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK],
5430         [PTR_TO_SOCK_COMMON] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
5431         [PTR_TO_TCP_SOCK] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_TCP],
5432 #endif
5433         [CONST_PTR_TO_MAP] = btf_bpf_map_id,
5434 };
5435
5436 static bool is_trusted_reg(const struct bpf_reg_state *reg)
5437 {
5438         /* A referenced register is always trusted. */
5439         if (reg->ref_obj_id)
5440                 return true;
5441
5442         /* Types listed in the reg2btf_ids are always trusted */
5443         if (reg2btf_ids[base_type(reg->type)])
5444                 return true;
5445
5446         /* If a register is not referenced, it is trusted if it has the
5447          * MEM_ALLOC or PTR_TRUSTED type modifiers, and no others. Some of the
5448          * other type modifiers may be safe, but we elect to take an opt-in
5449          * approach here as some (e.g. PTR_UNTRUSTED and PTR_MAYBE_NULL) are
5450          * not.
5451          *
5452          * Eventually, we should make PTR_TRUSTED the single source of truth
5453          * for whether a register is trusted.
5454          */
5455         return type_flag(reg->type) & BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS &&
5456                !bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type);
5457 }
5458
5459 static bool is_rcu_reg(const struct bpf_reg_state *reg)
5460 {
5461         return reg->type & MEM_RCU;
5462 }
5463
5464 static void clear_trusted_flags(enum bpf_type_flag *flag)
5465 {
5466         *flag &= ~(BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS | MEM_RCU);
5467 }
5468
5469 static int check_pkt_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5470                                    const struct bpf_reg_state *reg,
5471                                    int off, int size, bool strict)
5472 {
5473         struct tnum reg_off;
5474         int ip_align;
5475
5476         /* Byte size accesses are always allowed. */
5477         if (!strict || size == 1)
5478                 return 0;
5479
5480         /* For platforms that do not have a Kconfig enabling
5481          * CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS the value of
5482          * NET_IP_ALIGN is universally set to '2'.  And on platforms
5483          * that do set CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS, we get
5484          * to this code only in strict mode where we want to emulate
5485          * the NET_IP_ALIGN==2 checking.  Therefore use an
5486          * unconditional IP align value of '2'.
5487          */
5488         ip_align = 2;
5489
5490         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(ip_align + reg->off + off));
5491         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
5492                 char tn_buf[48];
5493
5494                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5495                 verbose(env,
5496                         "misaligned packet access off %d+%s+%d+%d size %d\n",
5497                         ip_align, tn_buf, reg->off, off, size);
5498                 return -EACCES;
5499         }
5500
5501         return 0;
5502 }
5503
5504 static int check_generic_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5505                                        const struct bpf_reg_state *reg,
5506                                        const char *pointer_desc,
5507                                        int off, int size, bool strict)
5508 {
5509         struct tnum reg_off;
5510
5511         /* Byte size accesses are always allowed. */
5512         if (!strict || size == 1)
5513                 return 0;
5514
5515         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(reg->off + off));
5516         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
5517                 char tn_buf[48];
5518
5519                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5520                 verbose(env, "misaligned %saccess off %s+%d+%d size %d\n",
5521                         pointer_desc, tn_buf, reg->off, off, size);
5522                 return -EACCES;
5523         }
5524
5525         return 0;
5526 }
5527
5528 static int check_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5529                                const struct bpf_reg_state *reg, int off,
5530                                int size, bool strict_alignment_once)
5531 {
5532         bool strict = env->strict_alignment || strict_alignment_once;
5533         const char *pointer_desc = "";
5534
5535         switch (reg->type) {
5536         case PTR_TO_PACKET:
5537         case PTR_TO_PACKET_META:
5538                 /* Special case, because of NET_IP_ALIGN. Given metadata sits
5539                  * right in front, treat it the very same way.
5540                  */
5541                 return check_pkt_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict);
5542         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
5543                 pointer_desc = "flow keys ";
5544                 break;
5545         case PTR_TO_MAP_KEY:
5546                 pointer_desc = "key ";
5547                 break;
5548         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5549                 pointer_desc = "value ";
5550                 break;
5551         case PTR_TO_CTX:
5552                 pointer_desc = "context ";
5553                 break;
5554         case PTR_TO_STACK:
5555                 pointer_desc = "stack ";
5556                 /* The stack spill tracking logic in check_stack_write_fixed_off()
5557                  * and check_stack_read_fixed_off() relies on stack accesses being
5558                  * aligned.
5559                  */
5560                 strict = true;
5561                 break;
5562         case PTR_TO_SOCKET:
5563                 pointer_desc = "sock ";
5564                 break;
5565         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
5566                 pointer_desc = "sock_common ";
5567                 break;
5568         case PTR_TO_TCP_SOCK:
5569                 pointer_desc = "tcp_sock ";
5570                 break;
5571         case PTR_TO_XDP_SOCK:
5572                 pointer_desc = "xdp_sock ";
5573                 break;
5574         default:
5575                 break;
5576         }
5577         return check_generic_ptr_alignment(env, reg, pointer_desc, off, size,
5578                                            strict);
5579 }
5580
5581 static int update_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
5582                               const struct bpf_func_state *func,
5583                               int off)
5584 {
5585         u16 stack = env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth;
5586
5587         if (stack >= -off)
5588                 return 0;
5589
5590         /* update known max for given subprogram */
5591         env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth = -off;
5592         return 0;
5593 }
5594
5595 /* starting from main bpf function walk all instructions of the function
5596  * and recursively walk all callees that given function can call.
5597  * Ignore jump and exit insns.
5598  * Since recursion is prevented by check_cfg() this algorithm
5599  * only needs a local stack of MAX_CALL_FRAMES to remember callsites
5600  */
5601 static int check_max_stack_depth_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
5602 {
5603         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
5604         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
5605         int depth = 0, frame = 0, i, subprog_end;
5606         bool tail_call_reachable = false;
5607         int ret_insn[MAX_CALL_FRAMES];
5608         int ret_prog[MAX_CALL_FRAMES];
5609         int j;
5610
5611         i = subprog[idx].start;
5612 process_func:
5613         /* protect against potential stack overflow that might happen when
5614          * bpf2bpf calls get combined with tailcalls. Limit the caller's stack
5615          * depth for such case down to 256 so that the worst case scenario
5616          * would result in 8k stack size (32 which is tailcall limit * 256 =
5617          * 8k).
5618          *
5619          * To get the idea what might happen, see an example:
5620          * func1 -> sub rsp, 128
5621          *  subfunc1 -> sub rsp, 256
5622          *  tailcall1 -> add rsp, 256
5623          *   func2 -> sub rsp, 192 (total stack size = 128 + 192 = 320)
5624          *   subfunc2 -> sub rsp, 64
5625          *   subfunc22 -> sub rsp, 128
5626          *   tailcall2 -> add rsp, 128
5627          *    func3 -> sub rsp, 32 (total stack size 128 + 192 + 64 + 32 = 416)
5628          *
5629          * tailcall will unwind the current stack frame but it will not get rid
5630          * of caller's stack as shown on the example above.
5631          */
5632         if (idx && subprog[idx].has_tail_call && depth >= 256) {
5633                 verbose(env,
5634                         "tail_calls are not allowed when call stack of previous frames is %d bytes. Too large\n",
5635                         depth);
5636                 return -EACCES;
5637         }
5638         /* round up to 32-bytes, since this is granularity
5639          * of interpreter stack size
5640          */
5641         depth += round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
5642         if (depth > MAX_BPF_STACK) {
5643                 verbose(env, "combined stack size of %d calls is %d. Too large\n",
5644                         frame + 1, depth);
5645                 return -EACCES;
5646         }
5647 continue_func:
5648         subprog_end = subprog[idx + 1].start;
5649         for (; i < subprog_end; i++) {
5650                 int next_insn, sidx;
5651
5652                 if (!bpf_pseudo_call(insn + i) && !bpf_pseudo_func(insn + i))
5653                         continue;
5654                 /* remember insn and function to return to */
5655                 ret_insn[frame] = i + 1;
5656                 ret_prog[frame] = idx;
5657
5658                 /* find the callee */
5659                 next_insn = i + insn[i].imm + 1;
5660                 sidx = find_subprog(env, next_insn);
5661                 if (sidx < 0) {
5662                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
5663                                   next_insn);
5664                         return -EFAULT;
5665                 }
5666                 if (subprog[sidx].is_async_cb) {
5667                         if (subprog[sidx].has_tail_call) {
5668                                 verbose(env, "verifier bug. subprog has tail_call and async cb\n");
5669                                 return -EFAULT;
5670                         }
5671                         /* async callbacks don't increase bpf prog stack size unless called directly */
5672                         if (!bpf_pseudo_call(insn + i))
5673                                 continue;
5674                 }
5675                 i = next_insn;
5676                 idx = sidx;
5677
5678                 if (subprog[idx].has_tail_call)
5679                         tail_call_reachable = true;
5680
5681                 frame++;
5682                 if (frame >= MAX_CALL_FRAMES) {
5683                         verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep !\n",
5684                                 frame);
5685                         return -E2BIG;
5686                 }
5687                 goto process_func;
5688         }
5689         /* if tail call got detected across bpf2bpf calls then mark each of the
5690          * currently present subprog frames as tail call reachable subprogs;
5691          * this info will be utilized by JIT so that we will be preserving the
5692          * tail call counter throughout bpf2bpf calls combined with tailcalls
5693          */
5694         if (tail_call_reachable)
5695                 for (j = 0; j < frame; j++)
5696                         subprog[ret_prog[j]].tail_call_reachable = true;
5697         if (subprog[0].tail_call_reachable)
5698                 env->prog->aux->tail_call_reachable = true;
5699
5700         /* end of for() loop means the last insn of the 'subprog'
5701          * was reached. Doesn't matter whether it was JA or EXIT
5702          */
5703         if (frame == 0)
5704                 return 0;
5705         depth -= round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
5706         frame--;
5707         i = ret_insn[frame];
5708         idx = ret_prog[frame];
5709         goto continue_func;
5710 }
5711
5712 static int check_max_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env)
5713 {
5714         struct bpf_subprog_info *si = env->subprog_info;
5715         int ret;
5716
5717         for (int i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
5718                 if (!i || si[i].is_async_cb) {
5719                         ret = check_max_stack_depth_subprog(env, i);
5720                         if (ret < 0)
5721                                 return ret;
5722                 }
5723                 continue;
5724         }
5725         return 0;
5726 }
5727
5728 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
5729 static int get_callee_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
5730                                   const struct bpf_insn *insn, int idx)
5731 {
5732         int start = idx + insn->imm + 1, subprog;
5733
5734         subprog = find_subprog(env, start);
5735         if (subprog < 0) {
5736                 WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
5737                           start);
5738                 return -EFAULT;
5739         }
5740         return env->subprog_info[subprog].stack_depth;
5741 }
5742 #endif
5743
5744 static int __check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
5745                                  const char *buf_info,
5746                                  const struct bpf_reg_state *reg,
5747                                  int regno, int off, int size)
5748 {
5749         if (off < 0) {
5750                 verbose(env,
5751                         "R%d invalid %s buffer access: off=%d, size=%d\n",
5752                         regno, buf_info, off, size);
5753                 return -EACCES;
5754         }
5755         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
5756                 char tn_buf[48];
5757
5758                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5759                 verbose(env,
5760                         "R%d invalid variable buffer offset: off=%d, var_off=%s\n",
5761                         regno, off, tn_buf);
5762                 return -EACCES;
5763         }
5764
5765         return 0;
5766 }
5767
5768 static int check_tp_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
5769                                   const struct bpf_reg_state *reg,
5770                                   int regno, int off, int size)
5771 {
5772         int err;
5773
5774         err = __check_buffer_access(env, "tracepoint", reg, regno, off, size);
5775         if (err)
5776                 return err;
5777
5778         if (off + size > env->prog->aux->max_tp_access)
5779                 env->prog->aux->max_tp_access = off + size;
5780
5781         return 0;
5782 }
5783
5784 static int check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
5785                                const struct bpf_reg_state *reg,
5786                                int regno, int off, int size,
5787                                bool zero_size_allowed,
5788                                u32 *max_access)
5789 {
5790         const char *buf_info = type_is_rdonly_mem(reg->type) ? "rdonly" : "rdwr";
5791         int err;
5792
5793         err = __check_buffer_access(env, buf_info, reg, regno, off, size);
5794         if (err)
5795                 return err;
5796
5797         if (off + size > *max_access)
5798                 *max_access = off + size;
5799
5800         return 0;
5801 }
5802
5803 /* BPF architecture zero extends alu32 ops into 64-bit registesr */
5804 static void zext_32_to_64(struct bpf_reg_state *reg)
5805 {
5806         reg->var_off = tnum_subreg(reg->var_off);
5807         __reg_assign_32_into_64(reg);
5808 }
5809
5810 /* truncate register to smaller size (in bytes)
5811  * must be called with size < BPF_REG_SIZE
5812  */
5813 static void coerce_reg_to_size(struct bpf_reg_state *reg, int size)
5814 {
5815         u64 mask;
5816
5817         /* clear high bits in bit representation */
5818         reg->var_off = tnum_cast(reg->var_off, size);
5819
5820         /* fix arithmetic bounds */
5821         mask = ((u64)1 << (size * 8)) - 1;
5822         if ((reg->umin_value & ~mask) == (reg->umax_value & ~mask)) {
5823                 reg->umin_value &= mask;
5824                 reg->umax_value &= mask;
5825         } else {
5826                 reg->umin_value = 0;
5827                 reg->umax_value = mask;
5828         }
5829         reg->smin_value = reg->umin_value;
5830         reg->smax_value = reg->umax_value;
5831
5832         /* If size is smaller than 32bit register the 32bit register
5833          * values are also truncated so we push 64-bit bounds into
5834          * 32-bit bounds. Above were truncated < 32-bits already.
5835          */
5836         if (size >= 4)
5837                 return;
5838         __reg_combine_64_into_32(reg);
5839 }
5840
5841 static void set_sext64_default_val(struct bpf_reg_state *reg, int size)
5842 {
5843         if (size == 1) {
5844                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = S8_MIN;
5845                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = S8_MAX;
5846         } else if (size == 2) {
5847                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = S16_MIN;
5848                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = S16_MAX;
5849         } else {
5850                 /* size == 4 */
5851                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = S32_MIN;
5852                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = S32_MAX;
5853         }
5854         reg->umin_value = reg->u32_min_value = 0;
5855         reg->umax_value = U64_MAX;
5856         reg->u32_max_value = U32_MAX;
5857         reg->var_off = tnum_unknown;
5858 }
5859
5860 static void coerce_reg_to_size_sx(struct bpf_reg_state *reg, int size)
5861 {
5862         s64 init_s64_max, init_s64_min, s64_max, s64_min, u64_cval;
5863         u64 top_smax_value, top_smin_value;
5864         u64 num_bits = size * 8;
5865
5866         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
5867                 u64_cval = reg->var_off.value;
5868                 if (size == 1)
5869                         reg->var_off = tnum_const((s8)u64_cval);
5870                 else if (size == 2)
5871                         reg->var_off = tnum_const((s16)u64_cval);
5872                 else
5873                         /* size == 4 */
5874                         reg->var_off = tnum_const((s32)u64_cval);
5875
5876                 u64_cval = reg->var_off.value;
5877                 reg->smax_value = reg->smin_value = u64_cval;
5878                 reg->umax_value = reg->umin_value = u64_cval;
5879                 reg->s32_max_value = reg->s32_min_value = u64_cval;
5880                 reg->u32_max_value = reg->u32_min_value = u64_cval;
5881                 return;
5882         }
5883
5884         top_smax_value = ((u64)reg->smax_value >> num_bits) << num_bits;
5885         top_smin_value = ((u64)reg->smin_value >> num_bits) << num_bits;
5886
5887         if (top_smax_value != top_smin_value)
5888                 goto out;
5889
5890         /* find the s64_min and s64_min after sign extension */
5891         if (size == 1) {
5892                 init_s64_max = (s8)reg->smax_value;
5893                 init_s64_min = (s8)reg->smin_value;
5894         } else if (size == 2) {
5895                 init_s64_max = (s16)reg->smax_value;
5896                 init_s64_min = (s16)reg->smin_value;
5897         } else {
5898                 init_s64_max = (s32)reg->smax_value;
5899                 init_s64_min = (s32)reg->smin_value;
5900         }
5901
5902         s64_max = max(init_s64_max, init_s64_min);
5903         s64_min = min(init_s64_max, init_s64_min);
5904
5905         /* both of s64_max/s64_min positive or negative */
5906         if ((s64_max >= 0) == (s64_min >= 0)) {
5907                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = s64_min;
5908                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = s64_max;
5909                 reg->umin_value = reg->u32_min_value = s64_min;
5910                 reg->umax_value = reg->u32_max_value = s64_max;
5911                 reg->var_off = tnum_range(s64_min, s64_max);
5912                 return;
5913         }
5914
5915 out:
5916         set_sext64_default_val(reg, size);
5917 }
5918
5919 static void set_sext32_default_val(struct bpf_reg_state *reg, int size)
5920 {
5921         if (size == 1) {
5922                 reg->s32_min_value = S8_MIN;
5923                 reg->s32_max_value = S8_MAX;
5924         } else {
5925                 /* size == 2 */
5926                 reg->s32_min_value = S16_MIN;
5927                 reg->s32_max_value = S16_MAX;
5928         }
5929         reg->u32_min_value = 0;
5930         reg->u32_max_value = U32_MAX;
5931 }
5932
5933 static void coerce_subreg_to_size_sx(struct bpf_reg_state *reg, int size)
5934 {
5935         s32 init_s32_max, init_s32_min, s32_max, s32_min, u32_val;
5936         u32 top_smax_value, top_smin_value;
5937         u32 num_bits = size * 8;
5938
5939         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
5940                 u32_val = reg->var_off.value;
5941                 if (size == 1)
5942                         reg->var_off = tnum_const((s8)u32_val);
5943                 else
5944                         reg->var_off = tnum_const((s16)u32_val);
5945
5946                 u32_val = reg->var_off.value;
5947                 reg->s32_min_value = reg->s32_max_value = u32_val;
5948                 reg->u32_min_value = reg->u32_max_value = u32_val;
5949                 return;
5950         }
5951
5952         top_smax_value = ((u32)reg->s32_max_value >> num_bits) << num_bits;
5953         top_smin_value = ((u32)reg->s32_min_value >> num_bits) << num_bits;
5954
5955         if (top_smax_value != top_smin_value)
5956                 goto out;
5957
5958         /* find the s32_min and s32_min after sign extension */
5959         if (size == 1) {
5960                 init_s32_max = (s8)reg->s32_max_value;
5961                 init_s32_min = (s8)reg->s32_min_value;
5962         } else {
5963                 /* size == 2 */
5964                 init_s32_max = (s16)reg->s32_max_value;
5965                 init_s32_min = (s16)reg->s32_min_value;
5966         }
5967         s32_max = max(init_s32_max, init_s32_min);
5968         s32_min = min(init_s32_max, init_s32_min);
5969
5970         if ((s32_min >= 0) == (s32_max >= 0)) {
5971                 reg->s32_min_value = s32_min;
5972                 reg->s32_max_value = s32_max;
5973                 reg->u32_min_value = (u32)s32_min;
5974                 reg->u32_max_value = (u32)s32_max;
5975                 return;
5976         }
5977
5978 out:
5979         set_sext32_default_val(reg, size);
5980 }
5981
5982 static bool bpf_map_is_rdonly(const struct bpf_map *map)
5983 {
5984         /* A map is considered read-only if the following condition are true:
5985          *
5986          * 1) BPF program side cannot change any of the map content. The
5987          *    BPF_F_RDONLY_PROG flag is throughout the lifetime of a map
5988          *    and was set at map creation time.
5989          * 2) The map value(s) have been initialized from user space by a
5990          *    loader and then "frozen", such that no new map update/delete
5991          *    operations from syscall side are possible for the rest of
5992          *    the map's lifetime from that point onwards.
5993          * 3) Any parallel/pending map update/delete operations from syscall
5994          *    side have been completed. Only after that point, it's safe to
5995          *    assume that map value(s) are immutable.
5996          */
5997         return (map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
5998                READ_ONCE(map->frozen) &&
5999                !bpf_map_write_active(map);
6000 }
6001
6002 static int bpf_map_direct_read(struct bpf_map *map, int off, int size, u64 *val,
6003                                bool is_ldsx)
6004 {
6005         void *ptr;
6006         u64 addr;
6007         int err;
6008
6009         err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
6010         if (err)
6011                 return err;
6012         ptr = (void *)(long)addr + off;
6013
6014         switch (size) {
6015         case sizeof(u8):
6016                 *val = is_ldsx ? (s64)*(s8 *)ptr : (u64)*(u8 *)ptr;
6017                 break;
6018         case sizeof(u16):
6019                 *val = is_ldsx ? (s64)*(s16 *)ptr : (u64)*(u16 *)ptr;
6020                 break;
6021         case sizeof(u32):
6022                 *val = is_ldsx ? (s64)*(s32 *)ptr : (u64)*(u32 *)ptr;
6023                 break;
6024         case sizeof(u64):
6025                 *val = *(u64 *)ptr;
6026                 break;
6027         default:
6028                 return -EINVAL;
6029         }
6030         return 0;
6031 }
6032
6033 #define BTF_TYPE_SAFE_RCU(__type)  __PASTE(__type, __safe_rcu)
6034 #define BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(__type)  __PASTE(__type, __safe_rcu_or_null)
6035 #define BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(__type)  __PASTE(__type, __safe_trusted)
6036
6037 /*
6038  * Allow list few fields as RCU trusted or full trusted.
6039  * This logic doesn't allow mix tagging and will be removed once GCC supports
6040  * btf_type_tag.
6041  */
6042
6043 /* RCU trusted: these fields are trusted in RCU CS and never NULL */
6044 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct task_struct) {
6045         const cpumask_t *cpus_ptr;
6046         struct css_set __rcu *cgroups;
6047         struct task_struct __rcu *real_parent;
6048         struct task_struct *group_leader;
6049 };
6050
6051 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct cgroup) {
6052         /* cgrp->kn is always accessible as documented in kernel/cgroup/cgroup.c */
6053         struct kernfs_node *kn;
6054 };
6055
6056 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct css_set) {
6057         struct cgroup *dfl_cgrp;
6058 };
6059
6060 /* RCU trusted: these fields are trusted in RCU CS and can be NULL */
6061 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct mm_struct) {
6062         struct file __rcu *exe_file;
6063 };
6064
6065 /* skb->sk, req->sk are not RCU protected, but we mark them as such
6066  * because bpf prog accessible sockets are SOCK_RCU_FREE.
6067  */
6068 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct sk_buff) {
6069         struct sock *sk;
6070 };
6071
6072 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct request_sock) {
6073         struct sock *sk;
6074 };
6075
6076 /* full trusted: these fields are trusted even outside of RCU CS and never NULL */
6077 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter_meta) {
6078         struct seq_file *seq;
6079 };
6080
6081 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter__task) {
6082         struct bpf_iter_meta *meta;
6083         struct task_struct *task;
6084 };
6085
6086 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct linux_binprm) {
6087         struct file *file;
6088 };
6089
6090 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct file) {
6091         struct inode *f_inode;
6092 };
6093
6094 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct dentry) {
6095         /* no negative dentry-s in places where bpf can see it */
6096         struct inode *d_inode;
6097 };
6098
6099 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct socket) {
6100         struct sock *sk;
6101 };
6102
6103 static bool type_is_rcu(struct bpf_verifier_env *env,
6104                         struct bpf_reg_state *reg,
6105                         const char *field_name, u32 btf_id)
6106 {
6107         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct task_struct));
6108         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct cgroup));
6109         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct css_set));
6110
6111         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_rcu");
6112 }
6113
6114 static bool type_is_rcu_or_null(struct bpf_verifier_env *env,
6115                                 struct bpf_reg_state *reg,
6116                                 const char *field_name, u32 btf_id)
6117 {
6118         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct mm_struct));
6119         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct sk_buff));
6120         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct request_sock));
6121
6122         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_rcu_or_null");
6123 }
6124
6125 static bool type_is_trusted(struct bpf_verifier_env *env,
6126                             struct bpf_reg_state *reg,
6127                             const char *field_name, u32 btf_id)
6128 {
6129         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter_meta));
6130         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter__task));
6131         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct linux_binprm));
6132         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct file));
6133         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct dentry));
6134         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct socket));
6135
6136         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_trusted");
6137 }
6138
6139 static int check_ptr_to_btf_access(struct bpf_verifier_env *env,
6140                                    struct bpf_reg_state *regs,
6141                                    int regno, int off, int size,
6142                                    enum bpf_access_type atype,
6143                                    int value_regno)
6144 {
6145         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6146         const struct btf_type *t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
6147         const char *tname = btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off);
6148         const char *field_name = NULL;
6149         enum bpf_type_flag flag = 0;
6150         u32 btf_id = 0;
6151         int ret;
6152
6153         if (!env->allow_ptr_leaks) {
6154                 verbose(env,
6155                         "'struct %s' access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
6156                         tname);
6157                 return -EPERM;
6158         }
6159         if (!env->prog->gpl_compatible && btf_is_kernel(reg->btf)) {
6160                 verbose(env,
6161                         "Cannot access kernel 'struct %s' from non-GPL compatible program\n",
6162                         tname);
6163                 return -EINVAL;
6164         }
6165         if (off < 0) {
6166                 verbose(env,
6167                         "R%d is ptr_%s invalid negative access: off=%d\n",
6168                         regno, tname, off);
6169                 return -EACCES;
6170         }
6171         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
6172                 char tn_buf[48];
6173
6174                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6175                 verbose(env,
6176                         "R%d is ptr_%s invalid variable offset: off=%d, var_off=%s\n",
6177                         regno, tname, off, tn_buf);
6178                 return -EACCES;
6179         }
6180
6181         if (reg->type & MEM_USER) {
6182                 verbose(env,
6183                         "R%d is ptr_%s access user memory: off=%d\n",
6184                         regno, tname, off);
6185                 return -EACCES;
6186         }
6187
6188         if (reg->type & MEM_PERCPU) {
6189                 verbose(env,
6190                         "R%d is ptr_%s access percpu memory: off=%d\n",
6191                         regno, tname, off);
6192                 return -EACCES;
6193         }
6194
6195         if (env->ops->btf_struct_access && !type_is_alloc(reg->type) && atype == BPF_WRITE) {
6196                 if (!btf_is_kernel(reg->btf)) {
6197                         verbose(env, "verifier internal error: reg->btf must be kernel btf\n");
6198                         return -EFAULT;
6199                 }
6200                 ret = env->ops->btf_struct_access(&env->log, reg, off, size);
6201         } else {
6202                 /* Writes are permitted with default btf_struct_access for
6203                  * program allocated objects (which always have ref_obj_id > 0),
6204                  * but not for untrusted PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC.
6205                  */
6206                 if (atype != BPF_READ && !type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
6207                         verbose(env, "only read is supported\n");
6208                         return -EACCES;
6209                 }
6210
6211                 if (type_is_alloc(reg->type) && !type_is_non_owning_ref(reg->type) &&
6212                     !reg->ref_obj_id) {
6213                         verbose(env, "verifier internal error: ref_obj_id for allocated object must be non-zero\n");
6214                         return -EFAULT;
6215                 }
6216
6217                 ret = btf_struct_access(&env->log, reg, off, size, atype, &btf_id, &flag, &field_name);
6218         }
6219
6220         if (ret < 0)
6221                 return ret;
6222
6223         if (ret != PTR_TO_BTF_ID) {
6224                 /* just mark; */
6225
6226         } else if (type_flag(reg->type) & PTR_UNTRUSTED) {
6227                 /* If this is an untrusted pointer, all pointers formed by walking it
6228                  * also inherit the untrusted flag.
6229                  */
6230                 flag = PTR_UNTRUSTED;
6231
6232         } else if (is_trusted_reg(reg) || is_rcu_reg(reg)) {
6233                 /* By default any pointer obtained from walking a trusted pointer is no
6234                  * longer trusted, unless the field being accessed has explicitly been
6235                  * marked as inheriting its parent's state of trust (either full or RCU).
6236                  * For example:
6237                  * 'cgroups' pointer is untrusted if task->cgroups dereference
6238                  * happened in a sleepable program outside of bpf_rcu_read_lock()
6239                  * section. In a non-sleepable program it's trusted while in RCU CS (aka MEM_RCU).
6240                  * Note bpf_rcu_read_unlock() converts MEM_RCU pointers to PTR_UNTRUSTED.
6241                  *
6242                  * A regular RCU-protected pointer with __rcu tag can also be deemed
6243                  * trusted if we are in an RCU CS. Such pointer can be NULL.
6244                  */
6245                 if (type_is_trusted(env, reg, field_name, btf_id)) {
6246                         flag |= PTR_TRUSTED;
6247                 } else if (in_rcu_cs(env) && !type_may_be_null(reg->type)) {
6248                         if (type_is_rcu(env, reg, field_name, btf_id)) {
6249                                 /* ignore __rcu tag and mark it MEM_RCU */
6250                                 flag |= MEM_RCU;
6251                         } else if (flag & MEM_RCU ||
6252                                    type_is_rcu_or_null(env, reg, field_name, btf_id)) {
6253                                 /* __rcu tagged pointers can be NULL */
6254                                 flag |= MEM_RCU | PTR_MAYBE_NULL;
6255
6256                                 /* We always trust them */
6257                                 if (type_is_rcu_or_null(env, reg, field_name, btf_id) &&
6258                                     flag & PTR_UNTRUSTED)
6259                                         flag &= ~PTR_UNTRUSTED;
6260                         } else if (flag & (MEM_PERCPU | MEM_USER)) {
6261                                 /* keep as-is */
6262                         } else {
6263                                 /* walking unknown pointers yields old deprecated PTR_TO_BTF_ID */
6264                                 clear_trusted_flags(&flag);
6265                         }
6266                 } else {
6267                         /*
6268                          * If not in RCU CS or MEM_RCU pointer can be NULL then
6269                          * aggressively mark as untrusted otherwise such
6270                          * pointers will be plain PTR_TO_BTF_ID without flags
6271                          * and will be allowed to be passed into helpers for
6272                          * compat reasons.
6273                          */
6274                         flag = PTR_UNTRUSTED;
6275                 }
6276         } else {
6277                 /* Old compat. Deprecated */
6278                 clear_trusted_flags(&flag);
6279         }
6280
6281         if (atype == BPF_READ && value_regno >= 0)
6282                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, reg->btf, btf_id, flag);
6283
6284         return 0;
6285 }
6286
6287 static int check_ptr_to_map_access(struct bpf_verifier_env *env,
6288                                    struct bpf_reg_state *regs,
6289                                    int regno, int off, int size,
6290                                    enum bpf_access_type atype,
6291                                    int value_regno)
6292 {
6293         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6294         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6295         struct bpf_reg_state map_reg;
6296         enum bpf_type_flag flag = 0;
6297         const struct btf_type *t;
6298         const char *tname;
6299         u32 btf_id;
6300         int ret;
6301
6302         if (!btf_vmlinux) {
6303                 verbose(env, "map_ptr access not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
6304                 return -ENOTSUPP;
6305         }
6306
6307         if (!map->ops->map_btf_id || !*map->ops->map_btf_id) {
6308                 verbose(env, "map_ptr access not supported for map type %d\n",
6309                         map->map_type);
6310                 return -ENOTSUPP;
6311         }
6312
6313         t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id);
6314         tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
6315
6316         if (!env->allow_ptr_leaks) {
6317                 verbose(env,
6318                         "'struct %s' access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
6319                         tname);
6320                 return -EPERM;
6321         }
6322
6323         if (off < 0) {
6324                 verbose(env, "R%d is %s invalid negative access: off=%d\n",
6325                         regno, tname, off);
6326                 return -EACCES;
6327         }
6328
6329         if (atype != BPF_READ) {
6330                 verbose(env, "only read from %s is supported\n", tname);
6331                 return -EACCES;
6332         }
6333
6334         /* Simulate access to a PTR_TO_BTF_ID */
6335         memset(&map_reg, 0, sizeof(map_reg));
6336         mark_btf_ld_reg(env, &map_reg, 0, PTR_TO_BTF_ID, btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id, 0);
6337         ret = btf_struct_access(&env->log, &map_reg, off, size, atype, &btf_id, &flag, NULL);
6338         if (ret < 0)
6339                 return ret;
6340
6341         if (value_regno >= 0)
6342                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, btf_vmlinux, btf_id, flag);
6343
6344         return 0;
6345 }
6346
6347 /* Check that the stack access at the given offset is within bounds. The
6348  * maximum valid offset is -1.
6349  *
6350  * The minimum valid offset is -MAX_BPF_STACK for writes, and
6351  * -state->allocated_stack for reads.
6352  */
6353 static int check_stack_slot_within_bounds(int off,
6354                                           struct bpf_func_state *state,
6355                                           enum bpf_access_type t)
6356 {
6357         int min_valid_off;
6358
6359         if (t == BPF_WRITE)
6360                 min_valid_off = -MAX_BPF_STACK;
6361         else
6362                 min_valid_off = -state->allocated_stack;
6363
6364         if (off < min_valid_off || off > -1)
6365                 return -EACCES;
6366         return 0;
6367 }
6368
6369 /* Check that the stack access at 'regno + off' falls within the maximum stack
6370  * bounds.
6371  *
6372  * 'off' includes `regno->offset`, but not its dynamic part (if any).
6373  */
6374 static int check_stack_access_within_bounds(
6375                 struct bpf_verifier_env *env,
6376                 int regno, int off, int access_size,
6377                 enum bpf_access_src src, enum bpf_access_type type)
6378 {
6379         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6380         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6381         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
6382         int min_off, max_off;
6383         int err;
6384         char *err_extra;
6385
6386         if (src == ACCESS_HELPER)
6387                 /* We don't know if helpers are reading or writing (or both). */
6388                 err_extra = " indirect access to";
6389         else if (type == BPF_READ)
6390                 err_extra = " read from";
6391         else
6392                 err_extra = " write to";
6393
6394         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6395                 min_off = reg->var_off.value + off;
6396                 if (access_size > 0)
6397                         max_off = min_off + access_size - 1;
6398                 else
6399                         max_off = min_off;
6400         } else {
6401                 if (reg->smax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF ||
6402                     reg->smin_value <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
6403                         verbose(env, "invalid unbounded variable-offset%s stack R%d\n",
6404                                 err_extra, regno);
6405                         return -EACCES;
6406                 }
6407                 min_off = reg->smin_value + off;
6408                 if (access_size > 0)
6409                         max_off = reg->smax_value + off + access_size - 1;
6410                 else
6411                         max_off = min_off;
6412         }
6413
6414         err = check_stack_slot_within_bounds(min_off, state, type);
6415         if (!err)
6416                 err = check_stack_slot_within_bounds(max_off, state, type);
6417
6418         if (err) {
6419                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6420                         verbose(env, "invalid%s stack R%d off=%d size=%d\n",
6421                                 err_extra, regno, off, access_size);
6422                 } else {
6423                         char tn_buf[48];
6424
6425                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6426                         verbose(env, "invalid variable-offset%s stack R%d var_off=%s size=%d\n",
6427                                 err_extra, regno, tn_buf, access_size);
6428                 }
6429         }
6430         return err;
6431 }
6432
6433 /* check whether memory at (regno + off) is accessible for t = (read | write)
6434  * if t==write, value_regno is a register which value is stored into memory
6435  * if t==read, value_regno is a register which will receive the value from memory
6436  * if t==write && value_regno==-1, some unknown value is stored into memory
6437  * if t==read && value_regno==-1, don't care what we read from memory
6438  */
6439 static int check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, u32 regno,
6440                             int off, int bpf_size, enum bpf_access_type t,
6441                             int value_regno, bool strict_alignment_once, bool is_ldsx)
6442 {
6443         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6444         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6445         struct bpf_func_state *state;
6446         int size, err = 0;
6447
6448         size = bpf_size_to_bytes(bpf_size);
6449         if (size < 0)
6450                 return size;
6451
6452         /* alignment checks will add in reg->off themselves */
6453         err = check_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict_alignment_once);
6454         if (err)
6455                 return err;
6456
6457         /* for access checks, reg->off is just part of off */
6458         off += reg->off;
6459
6460         if (reg->type == PTR_TO_MAP_KEY) {
6461                 if (t == BPF_WRITE) {
6462                         verbose(env, "write to change key R%d not allowed\n", regno);
6463                         return -EACCES;
6464                 }
6465
6466                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
6467                                               reg->map_ptr->key_size, false);
6468                 if (err)
6469                         return err;
6470                 if (value_regno >= 0)
6471                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6472         } else if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
6473                 struct btf_field *kptr_field = NULL;
6474
6475                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6476                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6477                         verbose(env, "R%d leaks addr into map\n", value_regno);
6478                         return -EACCES;
6479                 }
6480                 err = check_map_access_type(env, regno, off, size, t);
6481                 if (err)
6482                         return err;
6483                 err = check_map_access(env, regno, off, size, false, ACCESS_DIRECT);
6484                 if (err)
6485                         return err;
6486                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
6487                         kptr_field = btf_record_find(reg->map_ptr->record,
6488                                                      off + reg->var_off.value, BPF_KPTR);
6489                 if (kptr_field) {
6490                         err = check_map_kptr_access(env, regno, value_regno, insn_idx, kptr_field);
6491                 } else if (t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
6492                         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6493
6494                         /* if map is read-only, track its contents as scalars */
6495                         if (tnum_is_const(reg->var_off) &&
6496                             bpf_map_is_rdonly(map) &&
6497                             map->ops->map_direct_value_addr) {
6498                                 int map_off = off + reg->var_off.value;
6499                                 u64 val = 0;
6500
6501                                 err = bpf_map_direct_read(map, map_off, size,
6502                                                           &val, is_ldsx);
6503                                 if (err)
6504                                         return err;
6505
6506                                 regs[value_regno].type = SCALAR_VALUE;
6507                                 __mark_reg_known(&regs[value_regno], val);
6508                         } else {
6509                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6510                         }
6511                 }
6512         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM) {
6513                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
6514
6515                 if (type_may_be_null(reg->type)) {
6516                         verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
6517                                 reg_type_str(env, reg->type));
6518                         return -EACCES;
6519                 }
6520
6521                 if (t == BPF_WRITE && rdonly_mem) {
6522                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6523                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
6524                         return -EACCES;
6525                 }
6526
6527                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6528                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6529                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", value_regno);
6530                         return -EACCES;
6531                 }
6532
6533                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
6534                                               reg->mem_size, false);
6535                 if (!err && value_regno >= 0 && (t == BPF_READ || rdonly_mem))
6536                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6537         } else if (reg->type == PTR_TO_CTX) {
6538                 enum bpf_reg_type reg_type = SCALAR_VALUE;
6539                 struct btf *btf = NULL;
6540                 u32 btf_id = 0;
6541
6542                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6543                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6544                         verbose(env, "R%d leaks addr into ctx\n", value_regno);
6545                         return -EACCES;
6546                 }
6547
6548                 err = check_ptr_off_reg(env, reg, regno);
6549                 if (err < 0)
6550                         return err;
6551
6552                 err = check_ctx_access(env, insn_idx, off, size, t, &reg_type, &btf,
6553                                        &btf_id);
6554                 if (err)
6555                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
6556                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
6557                         /* ctx access returns either a scalar, or a
6558                          * PTR_TO_PACKET[_META,_END]. In the latter
6559                          * case, we know the offset is zero.
6560                          */
6561                         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
6562                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6563                         } else {
6564                                 mark_reg_known_zero(env, regs,
6565                                                     value_regno);
6566                                 if (type_may_be_null(reg_type))
6567                                         regs[value_regno].id = ++env->id_gen;
6568                                 /* A load of ctx field could have different
6569                                  * actual load size with the one encoded in the
6570                                  * insn. When the dst is PTR, it is for sure not
6571                                  * a sub-register.
6572                                  */
6573                                 regs[value_regno].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
6574                                 if (base_type(reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
6575                                         regs[value_regno].btf = btf;
6576                                         regs[value_regno].btf_id = btf_id;
6577                                 }
6578                         }
6579                         regs[value_regno].type = reg_type;
6580                 }
6581
6582         } else if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
6583                 /* Basic bounds checks. */
6584                 err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, size, ACCESS_DIRECT, t);
6585                 if (err)
6586                         return err;
6587
6588                 state = func(env, reg);
6589                 err = update_stack_depth(env, state, off);
6590                 if (err)
6591                         return err;
6592
6593                 if (t == BPF_READ)
6594                         err = check_stack_read(env, regno, off, size,
6595                                                value_regno);
6596                 else
6597                         err = check_stack_write(env, regno, off, size,
6598                                                 value_regno, insn_idx);
6599         } else if (reg_is_pkt_pointer(reg)) {
6600                 if (t == BPF_WRITE && !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, t)) {
6601                         verbose(env, "cannot write into packet\n");
6602                         return -EACCES;
6603                 }
6604                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6605                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6606                         verbose(env, "R%d leaks addr into packet\n",
6607                                 value_regno);
6608                         return -EACCES;
6609                 }
6610                 err = check_packet_access(env, regno, off, size, false);
6611                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6612                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6613         } else if (reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS) {
6614                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6615                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6616                         verbose(env, "R%d leaks addr into flow keys\n",
6617                                 value_regno);
6618                         return -EACCES;
6619                 }
6620
6621                 err = check_flow_keys_access(env, off, size);
6622                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6623                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6624         } else if (type_is_sk_pointer(reg->type)) {
6625                 if (t == BPF_WRITE) {
6626                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6627                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
6628                         return -EACCES;
6629                 }
6630                 err = check_sock_access(env, insn_idx, regno, off, size, t);
6631                 if (!err && value_regno >= 0)
6632                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6633         } else if (reg->type == PTR_TO_TP_BUFFER) {
6634                 err = check_tp_buffer_access(env, reg, regno, off, size);
6635                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6636                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6637         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID &&
6638                    !type_may_be_null(reg->type)) {
6639                 err = check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, off, size, t,
6640                                               value_regno);
6641         } else if (reg->type == CONST_PTR_TO_MAP) {
6642                 err = check_ptr_to_map_access(env, regs, regno, off, size, t,
6643                                               value_regno);
6644         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BUF) {
6645                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
6646                 u32 *max_access;
6647
6648                 if (rdonly_mem) {
6649                         if (t == BPF_WRITE) {
6650                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6651                                         regno, reg_type_str(env, reg->type));
6652                                 return -EACCES;
6653                         }
6654                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
6655                 } else {
6656                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
6657                 }
6658
6659                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
6660                                           max_access);
6661
6662                 if (!err && value_regno >= 0 && (rdonly_mem || t == BPF_READ))
6663                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6664         } else {
6665                 verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
6666                         reg_type_str(env, reg->type));
6667                 return -EACCES;
6668         }
6669
6670         if (!err && size < BPF_REG_SIZE && value_regno >= 0 && t == BPF_READ &&
6671             regs[value_regno].type == SCALAR_VALUE) {
6672                 if (!is_ldsx)
6673                         /* b/h/w load zero-extends, mark upper bits as known 0 */
6674                         coerce_reg_to_size(&regs[value_regno], size);
6675                 else
6676                         coerce_reg_to_size_sx(&regs[value_regno], size);
6677         }
6678         return err;
6679 }
6680
6681 static int check_atomic(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, struct bpf_insn *insn)
6682 {
6683         int load_reg;
6684         int err;
6685
6686         switch (insn->imm) {
6687         case BPF_ADD:
6688         case BPF_ADD | BPF_FETCH:
6689         case BPF_AND:
6690         case BPF_AND | BPF_FETCH:
6691         case BPF_OR:
6692         case BPF_OR | BPF_FETCH:
6693         case BPF_XOR:
6694         case BPF_XOR | BPF_FETCH:
6695         case BPF_XCHG:
6696         case BPF_CMPXCHG:
6697                 break;
6698         default:
6699                 verbose(env, "BPF_ATOMIC uses invalid atomic opcode %02x\n", insn->imm);
6700                 return -EINVAL;
6701         }
6702
6703         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W && BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
6704                 verbose(env, "invalid atomic operand size\n");
6705                 return -EINVAL;
6706         }
6707
6708         /* check src1 operand */
6709         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
6710         if (err)
6711                 return err;
6712
6713         /* check src2 operand */
6714         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
6715         if (err)
6716                 return err;
6717
6718         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG) {
6719                 /* Check comparison of R0 with memory location */
6720                 const u32 aux_reg = BPF_REG_0;
6721
6722                 err = check_reg_arg(env, aux_reg, SRC_OP);
6723                 if (err)
6724                         return err;
6725
6726                 if (is_pointer_value(env, aux_reg)) {
6727                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", aux_reg);
6728                         return -EACCES;
6729                 }
6730         }
6731
6732         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
6733                 verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", insn->src_reg);
6734                 return -EACCES;
6735         }
6736
6737         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg) ||
6738             is_pkt_reg(env, insn->dst_reg) ||
6739             is_flow_key_reg(env, insn->dst_reg) ||
6740             is_sk_reg(env, insn->dst_reg)) {
6741                 verbose(env, "BPF_ATOMIC stores into R%d %s is not allowed\n",
6742                         insn->dst_reg,
6743                         reg_type_str(env, reg_state(env, insn->dst_reg)->type));
6744                 return -EACCES;
6745         }
6746
6747         if (insn->imm & BPF_FETCH) {
6748                 if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
6749                         load_reg = BPF_REG_0;
6750                 else
6751                         load_reg = insn->src_reg;
6752
6753                 /* check and record load of old value */
6754                 err = check_reg_arg(env, load_reg, DST_OP);
6755                 if (err)
6756                         return err;
6757         } else {
6758                 /* This instruction accesses a memory location but doesn't
6759                  * actually load it into a register.
6760                  */
6761                 load_reg = -1;
6762         }
6763
6764         /* Check whether we can read the memory, with second call for fetch
6765          * case to simulate the register fill.
6766          */
6767         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6768                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, -1, true, false);
6769         if (!err && load_reg >= 0)
6770                 err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6771                                        BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, load_reg,
6772                                        true, false);
6773         if (err)
6774                 return err;
6775
6776         /* Check whether we can write into the same memory. */
6777         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6778                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE, -1, true, false);
6779         if (err)
6780                 return err;
6781
6782         return 0;
6783 }
6784
6785 /* When register 'regno' is used to read the stack (either directly or through
6786  * a helper function) make sure that it's within stack boundary and, depending
6787  * on the access type, that all elements of the stack are initialized.
6788  *
6789  * 'off' includes 'regno->off', but not its dynamic part (if any).
6790  *
6791  * All registers that have been spilled on the stack in the slots within the
6792  * read offsets are marked as read.
6793  */
6794 static int check_stack_range_initialized(
6795                 struct bpf_verifier_env *env, int regno, int off,
6796                 int access_size, bool zero_size_allowed,
6797                 enum bpf_access_src type, struct bpf_call_arg_meta *meta)
6798 {
6799         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
6800         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
6801         int err, min_off, max_off, i, j, slot, spi;
6802         char *err_extra = type == ACCESS_HELPER ? " indirect" : "";
6803         enum bpf_access_type bounds_check_type;
6804         /* Some accesses can write anything into the stack, others are
6805          * read-only.
6806          */
6807         bool clobber = false;
6808
6809         if (access_size == 0 && !zero_size_allowed) {
6810                 verbose(env, "invalid zero-sized read\n");
6811                 return -EACCES;
6812         }
6813
6814         if (type == ACCESS_HELPER) {
6815                 /* The bounds checks for writes are more permissive than for
6816                  * reads. However, if raw_mode is not set, we'll do extra
6817                  * checks below.
6818                  */
6819                 bounds_check_type = BPF_WRITE;
6820                 clobber = true;
6821         } else {
6822                 bounds_check_type = BPF_READ;
6823         }
6824         err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, access_size,
6825                                                type, bounds_check_type);
6826         if (err)
6827                 return err;
6828
6829
6830         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6831                 min_off = max_off = reg->var_off.value + off;
6832         } else {
6833                 /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for
6834                  * simplicity since it requires corresponding support in
6835                  * Spectre masking for stack ALU.
6836                  * See also retrieve_ptr_limit().
6837                  */
6838                 if (!env->bypass_spec_v1) {
6839                         char tn_buf[48];
6840
6841                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6842                         verbose(env, "R%d%s variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
6843                                 regno, err_extra, tn_buf);
6844                         return -EACCES;
6845                 }
6846                 /* Only initialized buffer on stack is allowed to be accessed
6847                  * with variable offset. With uninitialized buffer it's hard to
6848                  * guarantee that whole memory is marked as initialized on
6849                  * helper return since specific bounds are unknown what may
6850                  * cause uninitialized stack leaking.
6851                  */
6852                 if (meta && meta->raw_mode)
6853                         meta = NULL;
6854
6855                 min_off = reg->smin_value + off;
6856                 max_off = reg->smax_value + off;
6857         }
6858
6859         if (meta && meta->raw_mode) {
6860                 /* Ensure we won't be overwriting dynptrs when simulating byte
6861                  * by byte access in check_helper_call using meta.access_size.
6862                  * This would be a problem if we have a helper in the future
6863                  * which takes:
6864                  *
6865                  *      helper(uninit_mem, len, dynptr)
6866                  *
6867                  * Now, uninint_mem may overlap with dynptr pointer. Hence, it
6868                  * may end up writing to dynptr itself when touching memory from
6869                  * arg 1. This can be relaxed on a case by case basis for known
6870                  * safe cases, but reject due to the possibilitiy of aliasing by
6871                  * default.
6872                  */
6873                 for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
6874                         int stack_off = -i - 1;
6875
6876                         spi = __get_spi(i);
6877                         /* raw_mode may write past allocated_stack */
6878                         if (state->allocated_stack <= stack_off)
6879                                 continue;
6880                         if (state->stack[spi].slot_type[stack_off % BPF_REG_SIZE] == STACK_DYNPTR) {
6881                                 verbose(env, "potential write to dynptr at off=%d disallowed\n", i);
6882                                 return -EACCES;
6883                         }
6884                 }
6885                 meta->access_size = access_size;
6886                 meta->regno = regno;
6887                 return 0;
6888         }
6889
6890         for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
6891                 u8 *stype;
6892
6893                 slot = -i - 1;
6894                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
6895                 if (state->allocated_stack <= slot)
6896                         goto err;
6897                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
6898                 if (*stype == STACK_MISC)
6899                         goto mark;
6900                 if ((*stype == STACK_ZERO) ||
6901                     (*stype == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)) {
6902                         if (clobber) {
6903                                 /* helper can write anything into the stack */
6904                                 *stype = STACK_MISC;
6905                         }
6906                         goto mark;
6907                 }
6908
6909                 if (is_spilled_reg(&state->stack[spi]) &&
6910                     (state->stack[spi].spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE ||
6911                      env->allow_ptr_leaks)) {
6912                         if (clobber) {
6913                                 __mark_reg_unknown(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
6914                                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
6915                                         scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[j]);
6916                         }
6917                         goto mark;
6918                 }
6919
6920 err:
6921                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6922                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d off %d+%d size %d\n",
6923                                 err_extra, regno, min_off, i - min_off, access_size);
6924                 } else {
6925                         char tn_buf[48];
6926
6927                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6928                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d var_off %s+%d size %d\n",
6929                                 err_extra, regno, tn_buf, i - min_off, access_size);
6930                 }
6931                 return -EACCES;
6932 mark:
6933                 /* reading any byte out of 8-byte 'spill_slot' will cause
6934                  * the whole slot to be marked as 'read'
6935                  */
6936                 mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
6937                               state->stack[spi].spilled_ptr.parent,
6938                               REG_LIVE_READ64);
6939                 /* We do not set REG_LIVE_WRITTEN for stack slot, as we can not
6940                  * be sure that whether stack slot is written to or not. Hence,
6941                  * we must still conservatively propagate reads upwards even if
6942                  * helper may write to the entire memory range.
6943                  */
6944         }
6945         return update_stack_depth(env, state, min_off);
6946 }
6947
6948 static int check_helper_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
6949                                    int access_size, bool zero_size_allowed,
6950                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
6951 {
6952         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
6953         u32 *max_access;
6954
6955         switch (base_type(reg->type)) {
6956         case PTR_TO_PACKET:
6957         case PTR_TO_PACKET_META:
6958                 return check_packet_access(env, regno, reg->off, access_size,
6959                                            zero_size_allowed);
6960         case PTR_TO_MAP_KEY:
6961                 if (meta && meta->raw_mode) {
6962                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
6963                                 reg_type_str(env, reg->type));
6964                         return -EACCES;
6965                 }
6966                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off, access_size,
6967                                                reg->map_ptr->key_size, false);
6968         case PTR_TO_MAP_VALUE:
6969                 if (check_map_access_type(env, regno, reg->off, access_size,
6970                                           meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE :
6971                                           BPF_READ))
6972                         return -EACCES;
6973                 return check_map_access(env, regno, reg->off, access_size,
6974                                         zero_size_allowed, ACCESS_HELPER);
6975         case PTR_TO_MEM:
6976                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
6977                         if (meta && meta->raw_mode) {
6978                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
6979                                         reg_type_str(env, reg->type));
6980                                 return -EACCES;
6981                         }
6982                 }
6983                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off,
6984                                                access_size, reg->mem_size,
6985                                                zero_size_allowed);
6986         case PTR_TO_BUF:
6987                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
6988                         if (meta && meta->raw_mode) {
6989                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
6990                                         reg_type_str(env, reg->type));
6991                                 return -EACCES;
6992                         }
6993
6994                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
6995                 } else {
6996                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
6997                 }
6998                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
6999                                            access_size, zero_size_allowed,
7000                                            max_access);
7001         case PTR_TO_STACK:
7002                 return check_stack_range_initialized(
7003                                 env,
7004                                 regno, reg->off, access_size,
7005                                 zero_size_allowed, ACCESS_HELPER, meta);
7006         case PTR_TO_BTF_ID:
7007                 return check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, reg->off,
7008                                                access_size, BPF_READ, -1);
7009         case PTR_TO_CTX:
7010                 /* in case the function doesn't know how to access the context,
7011                  * (because we are in a program of type SYSCALL for example), we
7012                  * can not statically check its size.
7013                  * Dynamically check it now.
7014                  */
7015                 if (!env->ops->convert_ctx_access) {
7016                         enum bpf_access_type atype = meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE : BPF_READ;
7017                         int offset = access_size - 1;
7018
7019                         /* Allow zero-byte read from PTR_TO_CTX */
7020                         if (access_size == 0)
7021                                 return zero_size_allowed ? 0 : -EACCES;
7022
7023                         return check_mem_access(env, env->insn_idx, regno, offset, BPF_B,
7024                                                 atype, -1, false, false);
7025                 }
7026
7027                 fallthrough;
7028         default: /* scalar_value or invalid ptr */
7029                 /* Allow zero-byte read from NULL, regardless of pointer type */
7030                 if (zero_size_allowed && access_size == 0 &&
7031                     register_is_null(reg))
7032                         return 0;
7033
7034                 verbose(env, "R%d type=%s ", regno,
7035                         reg_type_str(env, reg->type));
7036                 verbose(env, "expected=%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_STACK));
7037                 return -EACCES;
7038         }
7039 }
7040
7041 static int check_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env,
7042                               struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
7043                               bool zero_size_allowed,
7044                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
7045 {
7046         int err;
7047
7048         /* This is used to refine r0 return value bounds for helpers
7049          * that enforce this value as an upper bound on return values.
7050          * See do_refine_retval_range() for helpers that can refine
7051          * the return value. C type of helper is u32 so we pull register
7052          * bound from umax_value however, if negative verifier errors
7053          * out. Only upper bounds can be learned because retval is an
7054          * int type and negative retvals are allowed.
7055          */
7056         meta->msize_max_value = reg->umax_value;
7057
7058         /* The register is SCALAR_VALUE; the access check
7059          * happens using its boundaries.
7060          */
7061         if (!tnum_is_const(reg->var_off))
7062                 /* For unprivileged variable accesses, disable raw
7063                  * mode so that the program is required to
7064                  * initialize all the memory that the helper could
7065                  * just partially fill up.
7066                  */
7067                 meta = NULL;
7068
7069         if (reg->smin_value < 0) {
7070                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned or 'var &= const'\n",
7071                         regno);
7072                 return -EACCES;
7073         }
7074
7075         if (reg->umin_value == 0) {
7076                 err = check_helper_mem_access(env, regno - 1, 0,
7077                                               zero_size_allowed,
7078                                               meta);
7079                 if (err)
7080                         return err;
7081         }
7082
7083         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_SIZ) {
7084                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
7085                         regno);
7086                 return -EACCES;
7087         }
7088         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1,
7089                                       reg->umax_value,
7090                                       zero_size_allowed, meta);
7091         if (!err)
7092                 err = mark_chain_precision(env, regno);
7093         return err;
7094 }
7095
7096 int check_mem_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
7097                    u32 regno, u32 mem_size)
7098 {
7099         bool may_be_null = type_may_be_null(reg->type);
7100         struct bpf_reg_state saved_reg;
7101         struct bpf_call_arg_meta meta;
7102         int err;
7103
7104         if (register_is_null(reg))
7105                 return 0;
7106
7107         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
7108         /* Assuming that the register contains a value check if the memory
7109          * access is safe. Temporarily save and restore the register's state as
7110          * the conversion shouldn't be visible to a caller.
7111          */
7112         if (may_be_null) {
7113                 saved_reg = *reg;
7114                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
7115         }
7116
7117         err = check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
7118         /* Check access for BPF_WRITE */
7119         meta.raw_mode = true;
7120         err = err ?: check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
7121
7122         if (may_be_null)
7123                 *reg = saved_reg;
7124
7125         return err;
7126 }
7127
7128 static int check_kfunc_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
7129                                     u32 regno)
7130 {
7131         struct bpf_reg_state *mem_reg = &cur_regs(env)[regno - 1];
7132         bool may_be_null = type_may_be_null(mem_reg->type);
7133         struct bpf_reg_state saved_reg;
7134         struct bpf_call_arg_meta meta;
7135         int err;
7136
7137         WARN_ON_ONCE(regno < BPF_REG_2 || regno > BPF_REG_5);
7138
7139         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
7140
7141         if (may_be_null) {
7142                 saved_reg = *mem_reg;
7143                 mark_ptr_not_null_reg(mem_reg);
7144         }
7145
7146         err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
7147         /* Check access for BPF_WRITE */
7148         meta.raw_mode = true;
7149         err = err ?: check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
7150
7151         if (may_be_null)
7152                 *mem_reg = saved_reg;
7153         return err;
7154 }
7155
7156 /* Implementation details:
7157  * bpf_map_lookup returns PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL.
7158  * bpf_obj_new returns PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_MAYBE_NULL.
7159  * Two bpf_map_lookups (even with the same key) will have different reg->id.
7160  * Two separate bpf_obj_new will also have different reg->id.
7161  * For traditional PTR_TO_MAP_VALUE or PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC, the verifier
7162  * clears reg->id after value_or_null->value transition, since the verifier only
7163  * cares about the range of access to valid map value pointer and doesn't care
7164  * about actual address of the map element.
7165  * For maps with 'struct bpf_spin_lock' inside map value the verifier keeps
7166  * reg->id > 0 after value_or_null->value transition. By doing so
7167  * two bpf_map_lookups will be considered two different pointers that
7168  * point to different bpf_spin_locks. Likewise for pointers to allocated objects
7169  * returned from bpf_obj_new.
7170  * The verifier allows taking only one bpf_spin_lock at a time to avoid
7171  * dead-locks.
7172  * Since only one bpf_spin_lock is allowed the checks are simpler than
7173  * reg_is_refcounted() logic. The verifier needs to remember only
7174  * one spin_lock instead of array of acquired_refs.
7175  * cur_state->active_lock remembers which map value element or allocated
7176  * object got locked and clears it after bpf_spin_unlock.
7177  */
7178 static int process_spin_lock(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7179                              bool is_lock)
7180 {
7181         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7182         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
7183         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
7184         u64 val = reg->var_off.value;
7185         struct bpf_map *map = NULL;
7186         struct btf *btf = NULL;
7187         struct btf_record *rec;
7188
7189         if (!is_const) {
7190                 verbose(env,
7191                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_spin_lock has to be at the constant offset\n",
7192                         regno);
7193                 return -EINVAL;
7194         }
7195         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
7196                 map = reg->map_ptr;
7197                 if (!map->btf) {
7198                         verbose(env,
7199                                 "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_spin_lock\n",
7200                                 map->name);
7201                         return -EINVAL;
7202                 }
7203         } else {
7204                 btf = reg->btf;
7205         }
7206
7207         rec = reg_btf_record(reg);
7208         if (!btf_record_has_field(rec, BPF_SPIN_LOCK)) {
7209                 verbose(env, "%s '%s' has no valid bpf_spin_lock\n", map ? "map" : "local",
7210                         map ? map->name : "kptr");
7211                 return -EINVAL;
7212         }
7213         if (rec->spin_lock_off != val + reg->off) {
7214                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_spin_lock' that is at %d\n",
7215                         val + reg->off, rec->spin_lock_off);
7216                 return -EINVAL;
7217         }
7218         if (is_lock) {
7219                 if (cur->active_lock.ptr) {
7220                         verbose(env,
7221                                 "Locking two bpf_spin_locks are not allowed\n");
7222                         return -EINVAL;
7223                 }
7224                 if (map)
7225                         cur->active_lock.ptr = map;
7226                 else
7227                         cur->active_lock.ptr = btf;
7228                 cur->active_lock.id = reg->id;
7229         } else {
7230                 void *ptr;
7231
7232                 if (map)
7233                         ptr = map;
7234                 else
7235                         ptr = btf;
7236
7237                 if (!cur->active_lock.ptr) {
7238                         verbose(env, "bpf_spin_unlock without taking a lock\n");
7239                         return -EINVAL;
7240                 }
7241                 if (cur->active_lock.ptr != ptr ||
7242                     cur->active_lock.id != reg->id) {
7243                         verbose(env, "bpf_spin_unlock of different lock\n");
7244                         return -EINVAL;
7245                 }
7246
7247                 invalidate_non_owning_refs(env);
7248
7249                 cur->active_lock.ptr = NULL;
7250                 cur->active_lock.id = 0;
7251         }
7252         return 0;
7253 }
7254
7255 static int process_timer_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7256                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
7257 {
7258         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7259         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
7260         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
7261         u64 val = reg->var_off.value;
7262
7263         if (!is_const) {
7264                 verbose(env,
7265                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_timer has to be at the constant offset\n",
7266                         regno);
7267                 return -EINVAL;
7268         }
7269         if (!map->btf) {
7270                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_timer\n",
7271                         map->name);
7272                 return -EINVAL;
7273         }
7274         if (!btf_record_has_field(map->record, BPF_TIMER)) {
7275                 verbose(env, "map '%s' has no valid bpf_timer\n", map->name);
7276                 return -EINVAL;
7277         }
7278         if (map->record->timer_off != val + reg->off) {
7279                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_timer' that is at %d\n",
7280                         val + reg->off, map->record->timer_off);
7281                 return -EINVAL;
7282         }
7283         if (meta->map_ptr) {
7284                 verbose(env, "verifier bug. Two map pointers in a timer helper\n");
7285                 return -EFAULT;
7286         }
7287         meta->map_uid = reg->map_uid;
7288         meta->map_ptr = map;
7289         return 0;
7290 }
7291
7292 static int process_kptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7293                              struct bpf_call_arg_meta *meta)
7294 {
7295         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7296         struct bpf_map *map_ptr = reg->map_ptr;
7297         struct btf_field *kptr_field;
7298         u32 kptr_off;
7299
7300         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
7301                 verbose(env,
7302                         "R%d doesn't have constant offset. kptr has to be at the constant offset\n",
7303                         regno);
7304                 return -EINVAL;
7305         }
7306         if (!map_ptr->btf) {
7307                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_kptr_xchg\n",
7308                         map_ptr->name);
7309                 return -EINVAL;
7310         }
7311         if (!btf_record_has_field(map_ptr->record, BPF_KPTR)) {
7312                 verbose(env, "map '%s' has no valid kptr\n", map_ptr->name);
7313                 return -EINVAL;
7314         }
7315
7316         meta->map_ptr = map_ptr;
7317         kptr_off = reg->off + reg->var_off.value;
7318         kptr_field = btf_record_find(map_ptr->record, kptr_off, BPF_KPTR);
7319         if (!kptr_field) {
7320                 verbose(env, "off=%d doesn't point to kptr\n", kptr_off);
7321                 return -EACCES;
7322         }
7323         if (kptr_field->type != BPF_KPTR_REF) {
7324                 verbose(env, "off=%d kptr isn't referenced kptr\n", kptr_off);
7325                 return -EACCES;
7326         }
7327         meta->kptr_field = kptr_field;
7328         return 0;
7329 }
7330
7331 /* There are two register types representing a bpf_dynptr, one is PTR_TO_STACK
7332  * which points to a stack slot, and the other is CONST_PTR_TO_DYNPTR.
7333  *
7334  * In both cases we deal with the first 8 bytes, but need to mark the next 8
7335  * bytes as STACK_DYNPTR in case of PTR_TO_STACK. In case of
7336  * CONST_PTR_TO_DYNPTR, we are guaranteed to get the beginning of the object.
7337  *
7338  * Mutability of bpf_dynptr is at two levels, one is at the level of struct
7339  * bpf_dynptr itself, i.e. whether the helper is receiving a pointer to struct
7340  * bpf_dynptr or pointer to const struct bpf_dynptr. In the former case, it can
7341  * mutate the view of the dynptr and also possibly destroy it. In the latter
7342  * case, it cannot mutate the bpf_dynptr itself but it can still mutate the
7343  * memory that dynptr points to.
7344  *
7345  * The verifier will keep track both levels of mutation (bpf_dynptr's in
7346  * reg->type and the memory's in reg->dynptr.type), but there is no support for
7347  * readonly dynptr view yet, hence only the first case is tracked and checked.
7348  *
7349  * This is consistent with how C applies the const modifier to a struct object,
7350  * where the pointer itself inside bpf_dynptr becomes const but not what it
7351  * points to.
7352  *
7353  * Helpers which do not mutate the bpf_dynptr set MEM_RDONLY in their argument
7354  * type, and declare it as 'const struct bpf_dynptr *' in their prototype.
7355  */
7356 static int process_dynptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno, int insn_idx,
7357                                enum bpf_arg_type arg_type, int clone_ref_obj_id)
7358 {
7359         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7360         int err;
7361
7362         /* MEM_UNINIT and MEM_RDONLY are exclusive, when applied to an
7363          * ARG_PTR_TO_DYNPTR (or ARG_PTR_TO_DYNPTR | DYNPTR_TYPE_*):
7364          */
7365         if ((arg_type & (MEM_UNINIT | MEM_RDONLY)) == (MEM_UNINIT | MEM_RDONLY)) {
7366                 verbose(env, "verifier internal error: misconfigured dynptr helper type flags\n");
7367                 return -EFAULT;
7368         }
7369
7370         /*  MEM_UNINIT - Points to memory that is an appropriate candidate for
7371          *               constructing a mutable bpf_dynptr object.
7372          *
7373          *               Currently, this is only possible with PTR_TO_STACK
7374          *               pointing to a region of at least 16 bytes which doesn't
7375          *               contain an existing bpf_dynptr.
7376          *
7377          *  MEM_RDONLY - Points to a initialized bpf_dynptr that will not be
7378          *               mutated or destroyed. However, the memory it points to
7379          *               may be mutated.
7380          *
7381          *  None       - Points to a initialized dynptr that can be mutated and
7382          *               destroyed, including mutation of the memory it points
7383          *               to.
7384          */
7385         if (arg_type & MEM_UNINIT) {
7386                 int i;
7387
7388                 if (!is_dynptr_reg_valid_uninit(env, reg)) {
7389                         verbose(env, "Dynptr has to be an uninitialized dynptr\n");
7390                         return -EINVAL;
7391                 }
7392
7393                 /* we write BPF_DW bits (8 bytes) at a time */
7394                 for (i = 0; i < BPF_DYNPTR_SIZE; i += 8) {
7395                         err = check_mem_access(env, insn_idx, regno,
7396                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false, false);
7397                         if (err)
7398                                 return err;
7399                 }
7400
7401                 err = mark_stack_slots_dynptr(env, reg, arg_type, insn_idx, clone_ref_obj_id);
7402         } else /* MEM_RDONLY and None case from above */ {
7403                 /* For the reg->type == PTR_TO_STACK case, bpf_dynptr is never const */
7404                 if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR && !(arg_type & MEM_RDONLY)) {
7405                         verbose(env, "cannot pass pointer to const bpf_dynptr, the helper mutates it\n");
7406                         return -EINVAL;
7407                 }
7408
7409                 if (!is_dynptr_reg_valid_init(env, reg)) {
7410                         verbose(env,
7411                                 "Expected an initialized dynptr as arg #%d\n",
7412                                 regno);
7413                         return -EINVAL;
7414                 }
7415
7416                 /* Fold modifiers (in this case, MEM_RDONLY) when checking expected type */
7417                 if (!is_dynptr_type_expected(env, reg, arg_type & ~MEM_RDONLY)) {
7418                         verbose(env,
7419                                 "Expected a dynptr of type %s as arg #%d\n",
7420                                 dynptr_type_str(arg_to_dynptr_type(arg_type)), regno);
7421                         return -EINVAL;
7422                 }
7423
7424                 err = mark_dynptr_read(env, reg);
7425         }
7426         return err;
7427 }
7428
7429 static u32 iter_ref_obj_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg, int spi)
7430 {
7431         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7432
7433         return state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
7434 }
7435
7436 static bool is_iter_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7437 {
7438         return meta->kfunc_flags & (KF_ITER_NEW | KF_ITER_NEXT | KF_ITER_DESTROY);
7439 }
7440
7441 static bool is_iter_new_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7442 {
7443         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_NEW;
7444 }
7445
7446 static bool is_iter_next_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7447 {
7448         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_NEXT;
7449 }
7450
7451 static bool is_iter_destroy_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7452 {
7453         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_DESTROY;
7454 }
7455
7456 static bool is_kfunc_arg_iter(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta, int arg)
7457 {
7458         /* btf_check_iter_kfuncs() guarantees that first argument of any iter
7459          * kfunc is iter state pointer
7460          */
7461         return arg == 0 && is_iter_kfunc(meta);
7462 }
7463
7464 static int process_iter_arg(struct bpf_verifier_env *env, int regno, int insn_idx,
7465                             struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7466 {
7467         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7468         const struct btf_type *t;
7469         const struct btf_param *arg;
7470         int spi, err, i, nr_slots;
7471         u32 btf_id;
7472
7473         /* btf_check_iter_kfuncs() ensures we don't need to validate anything here */
7474         arg = &btf_params(meta->func_proto)[0];
7475         t = btf_type_skip_modifiers(meta->btf, arg->type, NULL);        /* PTR */
7476         t = btf_type_skip_modifiers(meta->btf, t->type, &btf_id);       /* STRUCT */
7477         nr_slots = t->size / BPF_REG_SIZE;
7478
7479         if (is_iter_new_kfunc(meta)) {
7480                 /* bpf_iter_<type>_new() expects pointer to uninit iter state */
7481                 if (!is_iter_reg_valid_uninit(env, reg, nr_slots)) {
7482                         verbose(env, "expected uninitialized iter_%s as arg #%d\n",
7483                                 iter_type_str(meta->btf, btf_id), regno);
7484                         return -EINVAL;
7485                 }
7486
7487                 for (i = 0; i < nr_slots * 8; i += BPF_REG_SIZE) {
7488                         err = check_mem_access(env, insn_idx, regno,
7489                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false, false);
7490                         if (err)
7491                                 return err;
7492                 }
7493
7494                 err = mark_stack_slots_iter(env, reg, insn_idx, meta->btf, btf_id, nr_slots);
7495                 if (err)
7496                         return err;
7497         } else {
7498                 /* iter_next() or iter_destroy() expect initialized iter state*/
7499                 if (!is_iter_reg_valid_init(env, reg, meta->btf, btf_id, nr_slots)) {
7500                         verbose(env, "expected an initialized iter_%s as arg #%d\n",
7501                                 iter_type_str(meta->btf, btf_id), regno);
7502                         return -EINVAL;
7503                 }
7504
7505                 spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
7506                 if (spi < 0)
7507                         return spi;
7508
7509                 err = mark_iter_read(env, reg, spi, nr_slots);
7510                 if (err)
7511                         return err;
7512
7513                 /* remember meta->iter info for process_iter_next_call() */
7514                 meta->iter.spi = spi;
7515                 meta->iter.frameno = reg->frameno;
7516                 meta->ref_obj_id = iter_ref_obj_id(env, reg, spi);
7517
7518                 if (is_iter_destroy_kfunc(meta)) {
7519                         err = unmark_stack_slots_iter(env, reg, nr_slots);
7520                         if (err)
7521                                 return err;
7522                 }
7523         }
7524
7525         return 0;
7526 }
7527
7528 /* process_iter_next_call() is called when verifier gets to iterator's next
7529  * "method" (e.g., bpf_iter_num_next() for numbers iterator) call. We'll refer
7530  * to it as just "iter_next()" in comments below.
7531  *
7532  * BPF verifier relies on a crucial contract for any iter_next()
7533  * implementation: it should *eventually* return NULL, and once that happens
7534  * it should keep returning NULL. That is, once iterator exhausts elements to
7535  * iterate, it should never reset or spuriously return new elements.
7536  *
7537  * With the assumption of such contract, process_iter_next_call() simulates
7538  * a fork in the verifier state to validate loop logic correctness and safety
7539  * without having to simulate infinite amount of iterations.
7540  *
7541  * In current state, we first assume that iter_next() returned NULL and
7542  * iterator state is set to DRAINED (BPF_ITER_STATE_DRAINED). In such
7543  * conditions we should not form an infinite loop and should eventually reach
7544  * exit.
7545  *
7546  * Besides that, we also fork current state and enqueue it for later
7547  * verification. In a forked state we keep iterator state as ACTIVE
7548  * (BPF_ITER_STATE_ACTIVE) and assume non-NULL return from iter_next(). We
7549  * also bump iteration depth to prevent erroneous infinite loop detection
7550  * later on (see iter_active_depths_differ() comment for details). In this
7551  * state we assume that we'll eventually loop back to another iter_next()
7552  * calls (it could be in exactly same location or in some other instruction,
7553  * it doesn't matter, we don't make any unnecessary assumptions about this,
7554  * everything revolves around iterator state in a stack slot, not which
7555  * instruction is calling iter_next()). When that happens, we either will come
7556  * to iter_next() with equivalent state and can conclude that next iteration
7557  * will proceed in exactly the same way as we just verified, so it's safe to
7558  * assume that loop converges. If not, we'll go on another iteration
7559  * simulation with a different input state, until all possible starting states
7560  * are validated or we reach maximum number of instructions limit.
7561  *
7562  * This way, we will either exhaustively discover all possible input states
7563  * that iterator loop can start with and eventually will converge, or we'll
7564  * effectively regress into bounded loop simulation logic and either reach
7565  * maximum number of instructions if loop is not provably convergent, or there
7566  * is some statically known limit on number of iterations (e.g., if there is
7567  * an explicit `if n > 100 then break;` statement somewhere in the loop).
7568  *
7569  * One very subtle but very important aspect is that we *always* simulate NULL
7570  * condition first (as the current state) before we simulate non-NULL case.
7571  * This has to do with intricacies of scalar precision tracking. By simulating
7572  * "exit condition" of iter_next() returning NULL first, we make sure all the
7573  * relevant precision marks *that will be set **after** we exit iterator loop*
7574  * are propagated backwards to common parent state of NULL and non-NULL
7575  * branches. Thanks to that, state equivalence checks done later in forked
7576  * state, when reaching iter_next() for ACTIVE iterator, can assume that
7577  * precision marks are finalized and won't change. Because simulating another
7578  * ACTIVE iterator iteration won't change them (because given same input
7579  * states we'll end up with exactly same output states which we are currently
7580  * comparing; and verification after the loop already propagated back what
7581  * needs to be **additionally** tracked as precise). It's subtle, grok
7582  * precision tracking for more intuitive understanding.
7583  */
7584 static int process_iter_next_call(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
7585                                   struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7586 {
7587         struct bpf_verifier_state *cur_st = env->cur_state, *queued_st;
7588         struct bpf_func_state *cur_fr = cur_st->frame[cur_st->curframe], *queued_fr;
7589         struct bpf_reg_state *cur_iter, *queued_iter;
7590         int iter_frameno = meta->iter.frameno;
7591         int iter_spi = meta->iter.spi;
7592
7593         BTF_TYPE_EMIT(struct bpf_iter);
7594
7595         cur_iter = &env->cur_state->frame[iter_frameno]->stack[iter_spi].spilled_ptr;
7596
7597         if (cur_iter->iter.state != BPF_ITER_STATE_ACTIVE &&
7598             cur_iter->iter.state != BPF_ITER_STATE_DRAINED) {
7599                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected iterator state %d (%s)\n",
7600                         cur_iter->iter.state, iter_state_str(cur_iter->iter.state));
7601                 return -EFAULT;
7602         }
7603
7604         if (cur_iter->iter.state == BPF_ITER_STATE_ACTIVE) {
7605                 /* branch out active iter state */
7606                 queued_st = push_stack(env, insn_idx + 1, insn_idx, false);
7607                 if (!queued_st)
7608                         return -ENOMEM;
7609
7610                 queued_iter = &queued_st->frame[iter_frameno]->stack[iter_spi].spilled_ptr;
7611                 queued_iter->iter.state = BPF_ITER_STATE_ACTIVE;
7612                 queued_iter->iter.depth++;
7613
7614                 queued_fr = queued_st->frame[queued_st->curframe];
7615                 mark_ptr_not_null_reg(&queued_fr->regs[BPF_REG_0]);
7616         }
7617
7618         /* switch to DRAINED state, but keep the depth unchanged */
7619         /* mark current iter state as drained and assume returned NULL */
7620         cur_iter->iter.state = BPF_ITER_STATE_DRAINED;
7621         __mark_reg_const_zero(&cur_fr->regs[BPF_REG_0]);
7622
7623         return 0;
7624 }
7625
7626 static bool arg_type_is_mem_size(enum bpf_arg_type type)
7627 {
7628         return type == ARG_CONST_SIZE ||
7629                type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO;
7630 }
7631
7632 static bool arg_type_is_release(enum bpf_arg_type type)
7633 {
7634         return type & OBJ_RELEASE;
7635 }
7636
7637 static bool arg_type_is_dynptr(enum bpf_arg_type type)
7638 {
7639         return base_type(type) == ARG_PTR_TO_DYNPTR;
7640 }
7641
7642 static int int_ptr_type_to_size(enum bpf_arg_type type)
7643 {
7644         if (type == ARG_PTR_TO_INT)
7645                 return sizeof(u32);
7646         else if (type == ARG_PTR_TO_LONG)
7647                 return sizeof(u64);
7648
7649         return -EINVAL;
7650 }
7651
7652 static int resolve_map_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
7653                                  const struct bpf_call_arg_meta *meta,
7654                                  enum bpf_arg_type *arg_type)
7655 {
7656         if (!meta->map_ptr) {
7657                 /* kernel subsystem misconfigured verifier */
7658                 verbose(env, "invalid map_ptr to access map->type\n");
7659                 return -EACCES;
7660         }
7661
7662         switch (meta->map_ptr->map_type) {
7663         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
7664         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
7665                 if (*arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
7666                         *arg_type = ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON;
7667                 } else {
7668                         verbose(env, "invalid arg_type for sockmap/sockhash\n");
7669                         return -EINVAL;
7670                 }
7671                 break;
7672         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
7673                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_map_peek_elem)
7674                         *arg_type = ARG_PTR_TO_MAP_VALUE;
7675                 break;
7676         default:
7677                 break;
7678         }
7679         return 0;
7680 }
7681
7682 struct bpf_reg_types {
7683         const enum bpf_reg_type types[10];
7684         u32 *btf_id;
7685 };
7686
7687 static const struct bpf_reg_types sock_types = {
7688         .types = {
7689                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
7690                 PTR_TO_SOCKET,
7691                 PTR_TO_TCP_SOCK,
7692                 PTR_TO_XDP_SOCK,
7693         },
7694 };
7695
7696 #ifdef CONFIG_NET
7697 static const struct bpf_reg_types btf_id_sock_common_types = {
7698         .types = {
7699                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
7700                 PTR_TO_SOCKET,
7701                 PTR_TO_TCP_SOCK,
7702                 PTR_TO_XDP_SOCK,
7703                 PTR_TO_BTF_ID,
7704                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
7705         },
7706         .btf_id = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
7707 };
7708 #endif
7709
7710 static const struct bpf_reg_types mem_types = {
7711         .types = {
7712                 PTR_TO_STACK,
7713                 PTR_TO_PACKET,
7714                 PTR_TO_PACKET_META,
7715                 PTR_TO_MAP_KEY,
7716                 PTR_TO_MAP_VALUE,
7717                 PTR_TO_MEM,
7718                 PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF,
7719                 PTR_TO_BUF,
7720                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
7721         },
7722 };
7723
7724 static const struct bpf_reg_types int_ptr_types = {
7725         .types = {
7726                 PTR_TO_STACK,
7727                 PTR_TO_PACKET,
7728                 PTR_TO_PACKET_META,
7729                 PTR_TO_MAP_KEY,
7730                 PTR_TO_MAP_VALUE,
7731         },
7732 };
7733
7734 static const struct bpf_reg_types spin_lock_types = {
7735         .types = {
7736                 PTR_TO_MAP_VALUE,
7737                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC,
7738         }
7739 };
7740
7741 static const struct bpf_reg_types fullsock_types = { .types = { PTR_TO_SOCKET } };
7742 static const struct bpf_reg_types scalar_types = { .types = { SCALAR_VALUE } };
7743 static const struct bpf_reg_types context_types = { .types = { PTR_TO_CTX } };
7744 static const struct bpf_reg_types ringbuf_mem_types = { .types = { PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF } };
7745 static const struct bpf_reg_types const_map_ptr_types = { .types = { CONST_PTR_TO_MAP } };
7746 static const struct bpf_reg_types btf_ptr_types = {
7747         .types = {
7748                 PTR_TO_BTF_ID,
7749                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
7750                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU,
7751         },
7752 };
7753 static const struct bpf_reg_types percpu_btf_ptr_types = {
7754         .types = {
7755                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU,
7756                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | PTR_TRUSTED,
7757         }
7758 };
7759 static const struct bpf_reg_types func_ptr_types = { .types = { PTR_TO_FUNC } };
7760 static const struct bpf_reg_types stack_ptr_types = { .types = { PTR_TO_STACK } };
7761 static const struct bpf_reg_types const_str_ptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
7762 static const struct bpf_reg_types timer_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
7763 static const struct bpf_reg_types kptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
7764 static const struct bpf_reg_types dynptr_types = {
7765         .types = {
7766                 PTR_TO_STACK,
7767                 CONST_PTR_TO_DYNPTR,
7768         }
7769 };
7770
7771 static const struct bpf_reg_types *compatible_reg_types[__BPF_ARG_TYPE_MAX] = {
7772         [ARG_PTR_TO_MAP_KEY]            = &mem_types,
7773         [ARG_PTR_TO_MAP_VALUE]          = &mem_types,
7774         [ARG_CONST_SIZE]                = &scalar_types,
7775         [ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO]        = &scalar_types,
7776         [ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO]  = &scalar_types,
7777         [ARG_CONST_MAP_PTR]             = &const_map_ptr_types,
7778         [ARG_PTR_TO_CTX]                = &context_types,
7779         [ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON]        = &sock_types,
7780 #ifdef CONFIG_NET
7781         [ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON] = &btf_id_sock_common_types,
7782 #endif
7783         [ARG_PTR_TO_SOCKET]             = &fullsock_types,
7784         [ARG_PTR_TO_BTF_ID]             = &btf_ptr_types,
7785         [ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK]          = &spin_lock_types,
7786         [ARG_PTR_TO_MEM]                = &mem_types,
7787         [ARG_PTR_TO_RINGBUF_MEM]        = &ringbuf_mem_types,
7788         [ARG_PTR_TO_INT]                = &int_ptr_types,
7789         [ARG_PTR_TO_LONG]               = &int_ptr_types,
7790         [ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID]      = &percpu_btf_ptr_types,
7791         [ARG_PTR_TO_FUNC]               = &func_ptr_types,
7792         [ARG_PTR_TO_STACK]              = &stack_ptr_types,
7793         [ARG_PTR_TO_CONST_STR]          = &const_str_ptr_types,
7794         [ARG_PTR_TO_TIMER]              = &timer_types,
7795         [ARG_PTR_TO_KPTR]               = &kptr_types,
7796         [ARG_PTR_TO_DYNPTR]             = &dynptr_types,
7797 };
7798
7799 static int check_reg_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
7800                           enum bpf_arg_type arg_type,
7801                           const u32 *arg_btf_id,
7802                           struct bpf_call_arg_meta *meta)
7803 {
7804         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7805         enum bpf_reg_type expected, type = reg->type;
7806         const struct bpf_reg_types *compatible;
7807         int i, j;
7808
7809         compatible = compatible_reg_types[base_type(arg_type)];
7810         if (!compatible) {
7811                 verbose(env, "verifier internal error: unsupported arg type %d\n", arg_type);
7812                 return -EFAULT;
7813         }
7814
7815         /* ARG_PTR_TO_MEM + RDONLY is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + RDONLY,
7816          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM and NOT with PTR_TO_MEM + RDONLY
7817          *
7818          * Same for MAYBE_NULL:
7819          *
7820          * ARG_PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL,
7821          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM but NOT with PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL
7822          *
7823          * ARG_PTR_TO_MEM is compatible with PTR_TO_MEM that is tagged with a dynptr type.
7824          *
7825          * Therefore we fold these flags depending on the arg_type before comparison.
7826          */
7827         if (arg_type & MEM_RDONLY)
7828                 type &= ~MEM_RDONLY;
7829         if (arg_type & PTR_MAYBE_NULL)
7830                 type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
7831         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MEM)
7832                 type &= ~DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK;
7833
7834         if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg && type_is_alloc(type))
7835                 type &= ~MEM_ALLOC;
7836
7837         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(compatible->types); i++) {
7838                 expected = compatible->types[i];
7839                 if (expected == NOT_INIT)
7840                         break;
7841
7842                 if (type == expected)
7843                         goto found;
7844         }
7845
7846         verbose(env, "R%d type=%s expected=", regno, reg_type_str(env, reg->type));
7847         for (j = 0; j + 1 < i; j++)
7848                 verbose(env, "%s, ", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
7849         verbose(env, "%s\n", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
7850         return -EACCES;
7851
7852 found:
7853         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID)
7854                 return 0;
7855
7856         if (compatible == &mem_types) {
7857                 if (!(arg_type & MEM_RDONLY)) {
7858                         verbose(env,
7859                                 "%s() may write into memory pointed by R%d type=%s\n",
7860                                 func_id_name(meta->func_id),
7861                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
7862                         return -EACCES;
7863                 }
7864                 return 0;
7865         }
7866
7867         switch ((int)reg->type) {
7868         case PTR_TO_BTF_ID:
7869         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED:
7870         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU:
7871         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_MAYBE_NULL:
7872         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_MAYBE_NULL | MEM_RCU:
7873         {
7874                 /* For bpf_sk_release, it needs to match against first member
7875                  * 'struct sock_common', hence make an exception for it. This
7876                  * allows bpf_sk_release to work for multiple socket types.
7877                  */
7878                 bool strict_type_match = arg_type_is_release(arg_type) &&
7879                                          meta->func_id != BPF_FUNC_sk_release;
7880
7881                 if (type_may_be_null(reg->type) &&
7882                     (!type_may_be_null(arg_type) || arg_type_is_release(arg_type))) {
7883                         verbose(env, "Possibly NULL pointer passed to helper arg%d\n", regno);
7884                         return -EACCES;
7885                 }
7886
7887                 if (!arg_btf_id) {
7888                         if (!compatible->btf_id) {
7889                                 verbose(env, "verifier internal error: missing arg compatible BTF ID\n");
7890                                 return -EFAULT;
7891                         }
7892                         arg_btf_id = compatible->btf_id;
7893                 }
7894
7895                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
7896                         if (map_kptr_match_type(env, meta->kptr_field, reg, regno))
7897                                 return -EACCES;
7898                 } else {
7899                         if (arg_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
7900                                 verbose(env, "verifier internal error:");
7901                                 verbose(env, "R%d has non-overwritten BPF_PTR_POISON type\n",
7902                                         regno);
7903                                 return -EACCES;
7904                         }
7905
7906                         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
7907                                                   btf_vmlinux, *arg_btf_id,
7908                                                   strict_type_match)) {
7909                                 verbose(env, "R%d is of type %s but %s is expected\n",
7910                                         regno, btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id),
7911                                         btf_type_name(btf_vmlinux, *arg_btf_id));
7912                                 return -EACCES;
7913                         }
7914                 }
7915                 break;
7916         }
7917         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
7918                 if (meta->func_id != BPF_FUNC_spin_lock && meta->func_id != BPF_FUNC_spin_unlock &&
7919                     meta->func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg) {
7920                         verbose(env, "verifier internal error: unimplemented handling of MEM_ALLOC\n");
7921                         return -EFAULT;
7922                 }
7923                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
7924                         if (map_kptr_match_type(env, meta->kptr_field, reg, regno))
7925                                 return -EACCES;
7926                 }
7927                 break;
7928         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU:
7929         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | PTR_TRUSTED:
7930                 /* Handled by helper specific checks */
7931                 break;
7932         default:
7933                 verbose(env, "verifier internal error: invalid PTR_TO_BTF_ID register for type match\n");
7934                 return -EFAULT;
7935         }
7936         return 0;
7937 }
7938
7939 static struct btf_field *
7940 reg_find_field_offset(const struct bpf_reg_state *reg, s32 off, u32 fields)
7941 {
7942         struct btf_field *field;
7943         struct btf_record *rec;
7944
7945         rec = reg_btf_record(reg);
7946         if (!rec)
7947                 return NULL;
7948
7949         field = btf_record_find(rec, off, fields);
7950         if (!field)
7951                 return NULL;
7952
7953         return field;
7954 }
7955
7956 int check_func_arg_reg_off(struct bpf_verifier_env *env,
7957                            const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
7958                            enum bpf_arg_type arg_type)
7959 {
7960         u32 type = reg->type;
7961
7962         /* When referenced register is passed to release function, its fixed
7963          * offset must be 0.
7964          *
7965          * We will check arg_type_is_release reg has ref_obj_id when storing
7966          * meta->release_regno.
7967          */
7968         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
7969                 /* ARG_PTR_TO_DYNPTR with OBJ_RELEASE is a bit special, as it
7970                  * may not directly point to the object being released, but to
7971                  * dynptr pointing to such object, which might be at some offset
7972                  * on the stack. In that case, we simply to fallback to the
7973                  * default handling.
7974                  */
7975                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type) && type == PTR_TO_STACK)
7976                         return 0;
7977
7978                 /* Doing check_ptr_off_reg check for the offset will catch this
7979                  * because fixed_off_ok is false, but checking here allows us
7980                  * to give the user a better error message.
7981                  */
7982                 if (reg->off) {
7983                         verbose(env, "R%d must have zero offset when passed to release func or trusted arg to kfunc\n",
7984                                 regno);
7985                         return -EINVAL;
7986                 }
7987                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
7988         }
7989
7990         switch (type) {
7991         /* Pointer types where both fixed and variable offset is explicitly allowed: */
7992         case PTR_TO_STACK:
7993         case PTR_TO_PACKET:
7994         case PTR_TO_PACKET_META:
7995         case PTR_TO_MAP_KEY:
7996         case PTR_TO_MAP_VALUE:
7997         case PTR_TO_MEM:
7998         case PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY:
7999         case PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF:
8000         case PTR_TO_BUF:
8001         case PTR_TO_BUF | MEM_RDONLY:
8002         case SCALAR_VALUE:
8003                 return 0;
8004         /* All the rest must be rejected, except PTR_TO_BTF_ID which allows
8005          * fixed offset.
8006          */
8007         case PTR_TO_BTF_ID:
8008         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
8009         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED:
8010         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU:
8011         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | NON_OWN_REF:
8012         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | NON_OWN_REF | MEM_RCU:
8013                 /* When referenced PTR_TO_BTF_ID is passed to release function,
8014                  * its fixed offset must be 0. In the other cases, fixed offset
8015                  * can be non-zero. This was already checked above. So pass
8016                  * fixed_off_ok as true to allow fixed offset for all other
8017                  * cases. var_off always must be 0 for PTR_TO_BTF_ID, hence we
8018                  * still need to do checks instead of returning.
8019                  */
8020                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true);
8021         default:
8022                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
8023         }
8024 }
8025
8026 static struct bpf_reg_state *get_dynptr_arg_reg(struct bpf_verifier_env *env,
8027                                                 const struct bpf_func_proto *fn,
8028                                                 struct bpf_reg_state *regs)
8029 {
8030         struct bpf_reg_state *state = NULL;
8031         int i;
8032
8033         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++)
8034                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[i])) {
8035                         if (state) {
8036                                 verbose(env, "verifier internal error: multiple dynptr args\n");
8037                                 return NULL;
8038                         }
8039                         state = &regs[BPF_REG_1 + i];
8040                 }
8041
8042         if (!state)
8043                 verbose(env, "verifier internal error: no dynptr arg found\n");
8044
8045         return state;
8046 }
8047
8048 static int dynptr_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
8049 {
8050         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8051         int spi;
8052
8053         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
8054                 return reg->id;
8055         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
8056         if (spi < 0)
8057                 return spi;
8058         return state->stack[spi].spilled_ptr.id;
8059 }
8060
8061 static int dynptr_ref_obj_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
8062 {
8063         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8064         int spi;
8065
8066         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
8067                 return reg->ref_obj_id;
8068         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
8069         if (spi < 0)
8070                 return spi;
8071         return state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
8072 }
8073
8074 static enum bpf_dynptr_type dynptr_get_type(struct bpf_verifier_env *env,
8075                                             struct bpf_reg_state *reg)
8076 {
8077         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8078         int spi;
8079
8080         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
8081                 return reg->dynptr.type;
8082
8083         spi = __get_spi(reg->off);
8084         if (spi < 0) {
8085                 verbose(env, "verifier internal error: invalid spi when querying dynptr type\n");
8086                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
8087         }
8088
8089         return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type;
8090 }
8091
8092 static int check_func_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 arg,
8093                           struct bpf_call_arg_meta *meta,
8094                           const struct bpf_func_proto *fn,
8095                           int insn_idx)
8096 {
8097         u32 regno = BPF_REG_1 + arg;
8098         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
8099         enum bpf_arg_type arg_type = fn->arg_type[arg];
8100         enum bpf_reg_type type = reg->type;
8101         u32 *arg_btf_id = NULL;
8102         int err = 0;
8103
8104         if (arg_type == ARG_DONTCARE)
8105                 return 0;
8106
8107         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
8108         if (err)
8109                 return err;
8110
8111         if (arg_type == ARG_ANYTHING) {
8112                 if (is_pointer_value(env, regno)) {
8113                         verbose(env, "R%d leaks addr into helper function\n",
8114                                 regno);
8115                         return -EACCES;
8116                 }
8117                 return 0;
8118         }
8119
8120         if (type_is_pkt_pointer(type) &&
8121             !may_access_direct_pkt_data(env, meta, BPF_READ)) {
8122                 verbose(env, "helper access to the packet is not allowed\n");
8123                 return -EACCES;
8124         }
8125
8126         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
8127                 err = resolve_map_arg_type(env, meta, &arg_type);
8128                 if (err)
8129                         return err;
8130         }
8131
8132         if (register_is_null(reg) && type_may_be_null(arg_type))
8133                 /* A NULL register has a SCALAR_VALUE type, so skip
8134                  * type checking.
8135                  */
8136                 goto skip_type_check;
8137
8138         /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
8139         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_BTF_ID ||
8140             base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK)
8141                 arg_btf_id = fn->arg_btf_id[arg];
8142
8143         err = check_reg_type(env, regno, arg_type, arg_btf_id, meta);
8144         if (err)
8145                 return err;
8146
8147         err = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
8148         if (err)
8149                 return err;
8150
8151 skip_type_check:
8152         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
8153                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type)) {
8154                         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8155                         int spi;
8156
8157                         /* Only dynptr created on stack can be released, thus
8158                          * the get_spi and stack state checks for spilled_ptr
8159                          * should only be done before process_dynptr_func for
8160                          * PTR_TO_STACK.
8161                          */
8162                         if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
8163                                 spi = dynptr_get_spi(env, reg);
8164                                 if (spi < 0 || !state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id) {
8165                                         verbose(env, "arg %d is an unacquired reference\n", regno);
8166                                         return -EINVAL;
8167                                 }
8168                         } else {
8169                                 verbose(env, "cannot release unowned const bpf_dynptr\n");
8170                                 return -EINVAL;
8171                         }
8172                 } else if (!reg->ref_obj_id && !register_is_null(reg)) {
8173                         verbose(env, "R%d must be referenced when passed to release function\n",
8174                                 regno);
8175                         return -EINVAL;
8176                 }
8177                 if (meta->release_regno) {
8178                         verbose(env, "verifier internal error: more than one release argument\n");
8179                         return -EFAULT;
8180                 }
8181                 meta->release_regno = regno;
8182         }
8183
8184         if (reg->ref_obj_id) {
8185                 if (meta->ref_obj_id) {
8186                         verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
8187                                 regno, reg->ref_obj_id,
8188                                 meta->ref_obj_id);
8189                         return -EFAULT;
8190                 }
8191                 meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
8192         }
8193
8194         switch (base_type(arg_type)) {
8195         case ARG_CONST_MAP_PTR:
8196                 /* bpf_map_xxx(map_ptr) call: remember that map_ptr */
8197                 if (meta->map_ptr) {
8198                         /* Use map_uid (which is unique id of inner map) to reject:
8199                          * inner_map1 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key1)
8200                          * inner_map2 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key2)
8201                          * if (inner_map1 && inner_map2) {
8202                          *     timer = bpf_map_lookup_elem(inner_map1);
8203                          *     if (timer)
8204                          *         // mismatch would have been allowed
8205                          *         bpf_timer_init(timer, inner_map2);
8206                          * }
8207                          *
8208                          * Comparing map_ptr is enough to distinguish normal and outer maps.
8209                          */
8210                         if (meta->map_ptr != reg->map_ptr ||
8211                             meta->map_uid != reg->map_uid) {
8212                                 verbose(env,
8213                                         "timer pointer in R1 map_uid=%d doesn't match map pointer in R2 map_uid=%d\n",
8214                                         meta->map_uid, reg->map_uid);
8215                                 return -EINVAL;
8216                         }
8217                 }
8218                 meta->map_ptr = reg->map_ptr;
8219                 meta->map_uid = reg->map_uid;
8220                 break;
8221         case ARG_PTR_TO_MAP_KEY:
8222                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., key) call:
8223                  * check that [key, key + map->key_size) are within
8224                  * stack limits and initialized
8225                  */
8226                 if (!meta->map_ptr) {
8227                         /* in function declaration map_ptr must come before
8228                          * map_key, so that it's verified and known before
8229                          * we have to check map_key here. Otherwise it means
8230                          * that kernel subsystem misconfigured verifier
8231                          */
8232                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->key\n");
8233                         return -EACCES;
8234                 }
8235                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
8236                                               meta->map_ptr->key_size, false,
8237                                               NULL);
8238                 break;
8239         case ARG_PTR_TO_MAP_VALUE:
8240                 if (type_may_be_null(arg_type) && register_is_null(reg))
8241                         return 0;
8242
8243                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., value) call:
8244                  * check [value, value + map->value_size) validity
8245                  */
8246                 if (!meta->map_ptr) {
8247                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
8248                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->value\n");
8249                         return -EACCES;
8250                 }
8251                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
8252                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
8253                                               meta->map_ptr->value_size, false,
8254                                               meta);
8255                 break;
8256         case ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID:
8257                 if (!reg->btf_id) {
8258                         verbose(env, "Helper has invalid btf_id in R%d\n", regno);
8259                         return -EACCES;
8260                 }
8261                 meta->ret_btf = reg->btf;
8262                 meta->ret_btf_id = reg->btf_id;
8263                 break;
8264         case ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK:
8265                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
8266                         verbose(env, "can't spin_{lock,unlock} in rbtree cb\n");
8267                         return -EACCES;
8268                 }
8269                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_lock) {
8270                         err = process_spin_lock(env, regno, true);
8271                         if (err)
8272                                 return err;
8273                 } else if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_unlock) {
8274                         err = process_spin_lock(env, regno, false);
8275                         if (err)
8276                                 return err;
8277                 } else {
8278                         verbose(env, "verifier internal error\n");
8279                         return -EFAULT;
8280                 }
8281                 break;
8282         case ARG_PTR_TO_TIMER:
8283                 err = process_timer_func(env, regno, meta);
8284                 if (err)
8285                         return err;
8286                 break;
8287         case ARG_PTR_TO_FUNC:
8288                 meta->subprogno = reg->subprogno;
8289                 break;
8290         case ARG_PTR_TO_MEM:
8291                 /* The access to this pointer is only checked when we hit the
8292                  * next is_mem_size argument below.
8293                  */
8294                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
8295                 if (arg_type & MEM_FIXED_SIZE) {
8296                         err = check_helper_mem_access(env, regno,
8297                                                       fn->arg_size[arg], false,
8298                                                       meta);
8299                 }
8300                 break;
8301         case ARG_CONST_SIZE:
8302                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, false, meta);
8303                 break;
8304         case ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO:
8305                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, meta);
8306                 break;
8307         case ARG_PTR_TO_DYNPTR:
8308                 err = process_dynptr_func(env, regno, insn_idx, arg_type, 0);
8309                 if (err)
8310                         return err;
8311                 break;
8312         case ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO:
8313                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8314                         verbose(env, "R%d is not a known constant'\n",
8315                                 regno);
8316                         return -EACCES;
8317                 }
8318                 meta->mem_size = reg->var_off.value;
8319                 err = mark_chain_precision(env, regno);
8320                 if (err)
8321                         return err;
8322                 break;
8323         case ARG_PTR_TO_INT:
8324         case ARG_PTR_TO_LONG:
8325         {
8326                 int size = int_ptr_type_to_size(arg_type);
8327
8328                 err = check_helper_mem_access(env, regno, size, false, meta);
8329                 if (err)
8330                         return err;
8331                 err = check_ptr_alignment(env, reg, 0, size, true);
8332                 break;
8333         }
8334         case ARG_PTR_TO_CONST_STR:
8335         {
8336                 struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
8337                 int map_off;
8338                 u64 map_addr;
8339                 char *str_ptr;
8340
8341                 if (!bpf_map_is_rdonly(map)) {
8342                         verbose(env, "R%d does not point to a readonly map'\n", regno);
8343                         return -EACCES;
8344                 }
8345
8346                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8347                         verbose(env, "R%d is not a constant address'\n", regno);
8348                         return -EACCES;
8349                 }
8350
8351                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
8352                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
8353                         return -EACCES;
8354                 }
8355
8356                 err = check_map_access(env, regno, reg->off,
8357                                        map->value_size - reg->off, false,
8358                                        ACCESS_HELPER);
8359                 if (err)
8360                         return err;
8361
8362                 map_off = reg->off + reg->var_off.value;
8363                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &map_addr, map_off);
8364                 if (err) {
8365                         verbose(env, "direct value access on string failed\n");
8366                         return err;
8367                 }
8368
8369                 str_ptr = (char *)(long)(map_addr);
8370                 if (!strnchr(str_ptr + map_off, map->value_size - map_off, 0)) {
8371                         verbose(env, "string is not zero-terminated\n");
8372                         return -EINVAL;
8373                 }
8374                 break;
8375         }
8376         case ARG_PTR_TO_KPTR:
8377                 err = process_kptr_func(env, regno, meta);
8378                 if (err)
8379                         return err;
8380                 break;
8381         }
8382
8383         return err;
8384 }
8385
8386 static bool may_update_sockmap(struct bpf_verifier_env *env, int func_id)
8387 {
8388         enum bpf_attach_type eatype = env->prog->expected_attach_type;
8389         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
8390
8391         if (func_id != BPF_FUNC_map_update_elem)
8392                 return false;
8393
8394         /* It's not possible to get access to a locked struct sock in these
8395          * contexts, so updating is safe.
8396          */
8397         switch (type) {
8398         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
8399                 if (eatype == BPF_TRACE_ITER)
8400                         return true;
8401                 break;
8402         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
8403         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
8404         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
8405         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
8406         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
8407         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
8408         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
8409                 return true;
8410         default:
8411                 break;
8412         }
8413
8414         verbose(env, "cannot update sockmap in this context\n");
8415         return false;
8416 }
8417
8418 static bool allow_tail_call_in_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
8419 {
8420         return env->prog->jit_requested &&
8421                bpf_jit_supports_subprog_tailcalls();
8422 }
8423
8424 static int check_map_func_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
8425                                         struct bpf_map *map, int func_id)
8426 {
8427         if (!map)
8428                 return 0;
8429
8430         /* We need a two way check, first is from map perspective ... */
8431         switch (map->map_type) {
8432         case BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY:
8433                 if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
8434                         goto error;
8435                 break;
8436         case BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY:
8437                 if (func_id != BPF_FUNC_perf_event_read &&
8438                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_output &&
8439                     func_id != BPF_FUNC_skb_output &&
8440                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_read_value &&
8441                     func_id != BPF_FUNC_xdp_output)
8442                         goto error;
8443                 break;
8444         case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
8445                 if (func_id != BPF_FUNC_ringbuf_output &&
8446                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve &&
8447                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_query &&
8448                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr &&
8449                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr &&
8450                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr)
8451                         goto error;
8452                 break;
8453         case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
8454                 if (func_id != BPF_FUNC_user_ringbuf_drain)
8455                         goto error;
8456                 break;
8457         case BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE:
8458                 if (func_id != BPF_FUNC_get_stackid)
8459                         goto error;
8460                 break;
8461         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY:
8462                 if (func_id != BPF_FUNC_skb_under_cgroup &&
8463                     func_id != BPF_FUNC_current_task_under_cgroup)
8464                         goto error;
8465                 break;
8466         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE:
8467         case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE:
8468                 if (func_id != BPF_FUNC_get_local_storage)
8469                         goto error;
8470                 break;
8471         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP:
8472         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH:
8473                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
8474                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8475                         goto error;
8476                 break;
8477         /* Restrict bpf side of cpumap and xskmap, open when use-cases
8478          * appear.
8479          */
8480         case BPF_MAP_TYPE_CPUMAP:
8481                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
8482                         goto error;
8483                 break;
8484         case BPF_MAP_TYPE_XSKMAP:
8485                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
8486                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8487                         goto error;
8488                 break;
8489         case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
8490         case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
8491                 if (func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8492                         goto error;
8493                 break;
8494         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
8495                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_map &&
8496                     func_id != BPF_FUNC_sock_map_update &&
8497                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
8498                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_map &&
8499                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
8500                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
8501                     !may_update_sockmap(env, func_id))
8502                         goto error;
8503                 break;
8504         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
8505                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_hash &&
8506                     func_id != BPF_FUNC_sock_hash_update &&
8507                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
8508                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_hash &&
8509                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
8510                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
8511                     !may_update_sockmap(env, func_id))
8512                         goto error;
8513                 break;
8514         case BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY:
8515                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport)
8516                         goto error;
8517                 break;
8518         case BPF_MAP_TYPE_QUEUE:
8519         case BPF_MAP_TYPE_STACK:
8520                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
8521                     func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
8522                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
8523                         goto error;
8524                 break;
8525         case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
8526                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_storage_get &&
8527                     func_id != BPF_FUNC_sk_storage_delete &&
8528                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8529                         goto error;
8530                 break;
8531         case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
8532                 if (func_id != BPF_FUNC_inode_storage_get &&
8533                     func_id != BPF_FUNC_inode_storage_delete &&
8534                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8535                         goto error;
8536                 break;
8537         case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
8538                 if (func_id != BPF_FUNC_task_storage_get &&
8539                     func_id != BPF_FUNC_task_storage_delete &&
8540                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8541                         goto error;
8542                 break;
8543         case BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE:
8544                 if (func_id != BPF_FUNC_cgrp_storage_get &&
8545                     func_id != BPF_FUNC_cgrp_storage_delete &&
8546                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8547                         goto error;
8548                 break;
8549         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
8550                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
8551                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
8552                         goto error;
8553                 break;
8554         default:
8555                 break;
8556         }
8557
8558         /* ... and second from the function itself. */
8559         switch (func_id) {
8560         case BPF_FUNC_tail_call:
8561                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
8562                         goto error;
8563                 if (env->subprog_cnt > 1 && !allow_tail_call_in_subprogs(env)) {
8564                         verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
8565                         return -EINVAL;
8566                 }
8567                 break;
8568         case BPF_FUNC_perf_event_read:
8569         case BPF_FUNC_perf_event_output:
8570         case BPF_FUNC_perf_event_read_value:
8571         case BPF_FUNC_skb_output:
8572         case BPF_FUNC_xdp_output:
8573                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY)
8574                         goto error;
8575                 break;
8576         case BPF_FUNC_ringbuf_output:
8577         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve:
8578         case BPF_FUNC_ringbuf_query:
8579         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr:
8580         case BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr:
8581         case BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr:
8582                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_RINGBUF)
8583                         goto error;
8584                 break;
8585         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
8586                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF)
8587                         goto error;
8588                 break;
8589         case BPF_FUNC_get_stackid:
8590                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE)
8591                         goto error;
8592                 break;
8593         case BPF_FUNC_current_task_under_cgroup:
8594         case BPF_FUNC_skb_under_cgroup:
8595                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY)
8596                         goto error;
8597                 break;
8598         case BPF_FUNC_redirect_map:
8599                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP &&
8600                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH &&
8601                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CPUMAP &&
8602                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_XSKMAP)
8603                         goto error;
8604                 break;
8605         case BPF_FUNC_sk_redirect_map:
8606         case BPF_FUNC_msg_redirect_map:
8607         case BPF_FUNC_sock_map_update:
8608                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP)
8609                         goto error;
8610                 break;
8611         case BPF_FUNC_sk_redirect_hash:
8612         case BPF_FUNC_msg_redirect_hash:
8613         case BPF_FUNC_sock_hash_update:
8614                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
8615                         goto error;
8616                 break;
8617         case BPF_FUNC_get_local_storage:
8618                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE &&
8619                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE)
8620                         goto error;
8621                 break;
8622         case BPF_FUNC_sk_select_reuseport:
8623                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY &&
8624                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP &&
8625                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
8626                         goto error;
8627                 break;
8628         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
8629                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
8630                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK)
8631                         goto error;
8632                 break;
8633         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
8634         case BPF_FUNC_map_push_elem:
8635                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
8636                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK &&
8637                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER)
8638                         goto error;
8639                 break;
8640         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
8641                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY &&
8642                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
8643                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH)
8644                         goto error;
8645                 break;
8646         case BPF_FUNC_sk_storage_get:
8647         case BPF_FUNC_sk_storage_delete:
8648                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE)
8649                         goto error;
8650                 break;
8651         case BPF_FUNC_inode_storage_get:
8652         case BPF_FUNC_inode_storage_delete:
8653                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE)
8654                         goto error;
8655                 break;
8656         case BPF_FUNC_task_storage_get:
8657         case BPF_FUNC_task_storage_delete:
8658                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE)
8659                         goto error;
8660                 break;
8661         case BPF_FUNC_cgrp_storage_get:
8662         case BPF_FUNC_cgrp_storage_delete:
8663                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE)
8664                         goto error;
8665                 break;
8666         default:
8667                 break;
8668         }
8669
8670         return 0;
8671 error:
8672         verbose(env, "cannot pass map_type %d into func %s#%d\n",
8673                 map->map_type, func_id_name(func_id), func_id);
8674         return -EINVAL;
8675 }
8676
8677 static bool check_raw_mode_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
8678 {
8679         int count = 0;
8680
8681         if (fn->arg1_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8682                 count++;
8683         if (fn->arg2_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8684                 count++;
8685         if (fn->arg3_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8686                 count++;
8687         if (fn->arg4_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8688                 count++;
8689         if (fn->arg5_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8690                 count++;
8691
8692         /* We only support one arg being in raw mode at the moment,
8693          * which is sufficient for the helper functions we have
8694          * right now.
8695          */
8696         return count <= 1;
8697 }
8698
8699 static bool check_args_pair_invalid(const struct bpf_func_proto *fn, int arg)
8700 {
8701         bool is_fixed = fn->arg_type[arg] & MEM_FIXED_SIZE;
8702         bool has_size = fn->arg_size[arg] != 0;
8703         bool is_next_size = false;
8704
8705         if (arg + 1 < ARRAY_SIZE(fn->arg_type))
8706                 is_next_size = arg_type_is_mem_size(fn->arg_type[arg + 1]);
8707
8708         if (base_type(fn->arg_type[arg]) != ARG_PTR_TO_MEM)
8709                 return is_next_size;
8710
8711         return has_size == is_next_size || is_next_size == is_fixed;
8712 }
8713
8714 static bool check_arg_pair_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
8715 {
8716         /* bpf_xxx(..., buf, len) call will access 'len'
8717          * bytes from memory 'buf'. Both arg types need
8718          * to be paired, so make sure there's no buggy
8719          * helper function specification.
8720          */
8721         if (arg_type_is_mem_size(fn->arg1_type) ||
8722             check_args_pair_invalid(fn, 0) ||
8723             check_args_pair_invalid(fn, 1) ||
8724             check_args_pair_invalid(fn, 2) ||
8725             check_args_pair_invalid(fn, 3) ||
8726             check_args_pair_invalid(fn, 4))
8727                 return false;
8728
8729         return true;
8730 }
8731
8732 static bool check_btf_id_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
8733 {
8734         int i;
8735
8736         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fn->arg_type); i++) {
8737                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_BTF_ID)
8738                         return !!fn->arg_btf_id[i];
8739                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK)
8740                         return fn->arg_btf_id[i] == BPF_PTR_POISON;
8741                 if (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_BTF_ID && fn->arg_btf_id[i] &&
8742                     /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
8743                     (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_MEM ||
8744                      !(fn->arg_type[i] & MEM_FIXED_SIZE)))
8745                         return false;
8746         }
8747
8748         return true;
8749 }
8750
8751 static int check_func_proto(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
8752 {
8753         return check_raw_mode_ok(fn) &&
8754                check_arg_pair_ok(fn) &&
8755                check_btf_id_ok(fn) ? 0 : -EINVAL;
8756 }
8757
8758 /* Packet data might have moved, any old PTR_TO_PACKET[_META,_END]
8759  * are now invalid, so turn them into unknown SCALAR_VALUE.
8760  *
8761  * This also applies to dynptr slices belonging to skb and xdp dynptrs,
8762  * since these slices point to packet data.
8763  */
8764 static void clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env)
8765 {
8766         struct bpf_func_state *state;
8767         struct bpf_reg_state *reg;
8768
8769         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
8770                 if (reg_is_pkt_pointer_any(reg) || reg_is_dynptr_slice_pkt(reg))
8771                         mark_reg_invalid(env, reg);
8772         }));
8773 }
8774
8775 enum {
8776         AT_PKT_END = -1,
8777         BEYOND_PKT_END = -2,
8778 };
8779
8780 static void mark_pkt_end(struct bpf_verifier_state *vstate, int regn, bool range_open)
8781 {
8782         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
8783         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regn];
8784
8785         if (reg->type != PTR_TO_PACKET)
8786                 /* PTR_TO_PACKET_META is not supported yet */
8787                 return;
8788
8789         /* The 'reg' is pkt > pkt_end or pkt >= pkt_end.
8790          * How far beyond pkt_end it goes is unknown.
8791          * if (!range_open) it's the case of pkt >= pkt_end
8792          * if (range_open) it's the case of pkt > pkt_end
8793          * hence this pointer is at least 1 byte bigger than pkt_end
8794          */
8795         if (range_open)
8796                 reg->range = BEYOND_PKT_END;
8797         else
8798                 reg->range = AT_PKT_END;
8799 }
8800
8801 /* The pointer with the specified id has released its reference to kernel
8802  * resources. Identify all copies of the same pointer and clear the reference.
8803  */
8804 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env,
8805                              int ref_obj_id)
8806 {
8807         struct bpf_func_state *state;
8808         struct bpf_reg_state *reg;
8809         int err;
8810
8811         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
8812         if (err)
8813                 return err;
8814
8815         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
8816                 if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id)
8817                         mark_reg_invalid(env, reg);
8818         }));
8819
8820         return 0;
8821 }
8822
8823 static void invalidate_non_owning_refs(struct bpf_verifier_env *env)
8824 {
8825         struct bpf_func_state *unused;
8826         struct bpf_reg_state *reg;
8827
8828         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, unused, reg, ({
8829                 if (type_is_non_owning_ref(reg->type))
8830                         mark_reg_invalid(env, reg);
8831         }));
8832 }
8833
8834 static void clear_caller_saved_regs(struct bpf_verifier_env *env,
8835                                     struct bpf_reg_state *regs)
8836 {
8837         int i;
8838
8839         /* after the call registers r0 - r5 were scratched */
8840         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
8841                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
8842                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
8843         }
8844 }
8845
8846 typedef int (*set_callee_state_fn)(struct bpf_verifier_env *env,
8847                                    struct bpf_func_state *caller,
8848                                    struct bpf_func_state *callee,
8849                                    int insn_idx);
8850
8851 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
8852                             struct bpf_func_state *caller,
8853                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx);
8854
8855 static int __check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
8856                              int *insn_idx, int subprog,
8857                              set_callee_state_fn set_callee_state_cb)
8858 {
8859         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
8860         struct bpf_func_state *caller, *callee;
8861         int err;
8862
8863         if (state->curframe + 1 >= MAX_CALL_FRAMES) {
8864                 verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep\n",
8865                         state->curframe + 2);
8866                 return -E2BIG;
8867         }
8868
8869         caller = state->frame[state->curframe];
8870         if (state->frame[state->curframe + 1]) {
8871                 verbose(env, "verifier bug. Frame %d already allocated\n",
8872                         state->curframe + 1);
8873                 return -EFAULT;
8874         }
8875
8876         err = btf_check_subprog_call(env, subprog, caller->regs);
8877         if (err == -EFAULT)
8878                 return err;
8879         if (subprog_is_global(env, subprog)) {
8880                 if (err) {
8881                         verbose(env, "Caller passes invalid args into func#%d\n",
8882                                 subprog);
8883                         return err;
8884                 } else {
8885                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
8886                                 verbose(env,
8887                                         "Func#%d is global and valid. Skipping.\n",
8888                                         subprog);
8889                         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
8890
8891                         /* All global functions return a 64-bit SCALAR_VALUE */
8892                         mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
8893                         caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
8894
8895                         /* continue with next insn after call */
8896                         return 0;
8897                 }
8898         }
8899
8900         /* set_callee_state is used for direct subprog calls, but we are
8901          * interested in validating only BPF helpers that can call subprogs as
8902          * callbacks
8903          */
8904         if (set_callee_state_cb != set_callee_state) {
8905                 if (bpf_pseudo_kfunc_call(insn) &&
8906                     !is_callback_calling_kfunc(insn->imm)) {
8907                         verbose(env, "verifier bug: kfunc %s#%d not marked as callback-calling\n",
8908                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
8909                         return -EFAULT;
8910                 } else if (!bpf_pseudo_kfunc_call(insn) &&
8911                            !is_callback_calling_function(insn->imm)) { /* helper */
8912                         verbose(env, "verifier bug: helper %s#%d not marked as callback-calling\n",
8913                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
8914                         return -EFAULT;
8915                 }
8916         }
8917
8918         if (insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
8919             insn->src_reg == 0 &&
8920             insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
8921                 struct bpf_verifier_state *async_cb;
8922
8923                 /* there is no real recursion here. timer callbacks are async */
8924                 env->subprog_info[subprog].is_async_cb = true;
8925                 async_cb = push_async_cb(env, env->subprog_info[subprog].start,
8926                                          *insn_idx, subprog);
8927                 if (!async_cb)
8928                         return -EFAULT;
8929                 callee = async_cb->frame[0];
8930                 callee->async_entry_cnt = caller->async_entry_cnt + 1;
8931
8932                 /* Convert bpf_timer_set_callback() args into timer callback args */
8933                 err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
8934                 if (err)
8935                         return err;
8936
8937                 clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
8938                 mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
8939                 caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
8940                 /* continue with next insn after call */
8941                 return 0;
8942         }
8943
8944         callee = kzalloc(sizeof(*callee), GFP_KERNEL);
8945         if (!callee)
8946                 return -ENOMEM;
8947         state->frame[state->curframe + 1] = callee;
8948
8949         /* callee cannot access r0, r6 - r9 for reading and has to write
8950          * into its own stack before reading from it.
8951          * callee can read/write into caller's stack
8952          */
8953         init_func_state(env, callee,
8954                         /* remember the callsite, it will be used by bpf_exit */
8955                         *insn_idx /* callsite */,
8956                         state->curframe + 1 /* frameno within this callchain */,
8957                         subprog /* subprog number within this prog */);
8958
8959         /* Transfer references to the callee */
8960         err = copy_reference_state(callee, caller);
8961         if (err)
8962                 goto err_out;
8963
8964         err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
8965         if (err)
8966                 goto err_out;
8967
8968         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
8969
8970         /* only increment it after check_reg_arg() finished */
8971         state->curframe++;
8972
8973         /* and go analyze first insn of the callee */
8974         *insn_idx = env->subprog_info[subprog].start - 1;
8975
8976         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
8977                 verbose(env, "caller:\n");
8978                 print_verifier_state(env, caller, true);
8979                 verbose(env, "callee:\n");
8980                 print_verifier_state(env, callee, true);
8981         }
8982         return 0;
8983
8984 err_out:
8985         free_func_state(callee);
8986         state->frame[state->curframe + 1] = NULL;
8987         return err;
8988 }
8989
8990 int map_set_for_each_callback_args(struct bpf_verifier_env *env,
8991                                    struct bpf_func_state *caller,
8992                                    struct bpf_func_state *callee)
8993 {
8994         /* bpf_for_each_map_elem(struct bpf_map *map, void *callback_fn,
8995          *      void *callback_ctx, u64 flags);
8996          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
8997          *      void *callback_ctx);
8998          */
8999         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
9000
9001         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
9002         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
9003         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
9004
9005         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
9006         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
9007         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
9008
9009         /* pointer to stack or null */
9010         callee->regs[BPF_REG_4] = caller->regs[BPF_REG_3];
9011
9012         /* unused */
9013         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9014         return 0;
9015 }
9016
9017 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
9018                             struct bpf_func_state *caller,
9019                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx)
9020 {
9021         int i;
9022
9023         /* copy r1 - r5 args that callee can access.  The copy includes parent
9024          * pointers, which connects us up to the liveness chain
9025          */
9026         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
9027                 callee->regs[i] = caller->regs[i];
9028         return 0;
9029 }
9030
9031 static int check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
9032                            int *insn_idx)
9033 {
9034         int subprog, target_insn;
9035
9036         target_insn = *insn_idx + insn->imm + 1;
9037         subprog = find_subprog(env, target_insn);
9038         if (subprog < 0) {
9039                 verbose(env, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
9040                         target_insn);
9041                 return -EFAULT;
9042         }
9043
9044         return __check_func_call(env, insn, insn_idx, subprog, set_callee_state);
9045 }
9046
9047 static int set_map_elem_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9048                                        struct bpf_func_state *caller,
9049                                        struct bpf_func_state *callee,
9050                                        int insn_idx)
9051 {
9052         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
9053         struct bpf_map *map;
9054         int err;
9055
9056         if (bpf_map_ptr_poisoned(insn_aux)) {
9057                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
9058                 return -EINVAL;
9059         }
9060
9061         map = BPF_MAP_PTR(insn_aux->map_ptr_state);
9062         if (!map->ops->map_set_for_each_callback_args ||
9063             !map->ops->map_for_each_callback) {
9064                 verbose(env, "callback function not allowed for map\n");
9065                 return -ENOTSUPP;
9066         }
9067
9068         err = map->ops->map_set_for_each_callback_args(env, caller, callee);
9069         if (err)
9070                 return err;
9071
9072         callee->in_callback_fn = true;
9073         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9074         return 0;
9075 }
9076
9077 static int set_loop_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9078                                    struct bpf_func_state *caller,
9079                                    struct bpf_func_state *callee,
9080                                    int insn_idx)
9081 {
9082         /* bpf_loop(u32 nr_loops, void *callback_fn, void *callback_ctx,
9083          *          u64 flags);
9084          * callback_fn(u32 index, void *callback_ctx);
9085          */
9086         callee->regs[BPF_REG_1].type = SCALAR_VALUE;
9087         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
9088
9089         /* unused */
9090         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
9091         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9092         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9093
9094         callee->in_callback_fn = true;
9095         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9096         return 0;
9097 }
9098
9099 static int set_timer_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9100                                     struct bpf_func_state *caller,
9101                                     struct bpf_func_state *callee,
9102                                     int insn_idx)
9103 {
9104         struct bpf_map *map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
9105
9106         /* bpf_timer_set_callback(struct bpf_timer *timer, void *callback_fn);
9107          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value);
9108          */
9109         callee->regs[BPF_REG_1].type = CONST_PTR_TO_MAP;
9110         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_1]);
9111         callee->regs[BPF_REG_1].map_ptr = map_ptr;
9112
9113         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
9114         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
9115         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = map_ptr;
9116
9117         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
9118         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
9119         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = map_ptr;
9120
9121         /* unused */
9122         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9123         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9124         callee->in_async_callback_fn = true;
9125         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9126         return 0;
9127 }
9128
9129 static int set_find_vma_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9130                                        struct bpf_func_state *caller,
9131                                        struct bpf_func_state *callee,
9132                                        int insn_idx)
9133 {
9134         /* bpf_find_vma(struct task_struct *task, u64 addr,
9135          *               void *callback_fn, void *callback_ctx, u64 flags)
9136          * (callback_fn)(struct task_struct *task,
9137          *               struct vm_area_struct *vma, void *callback_ctx);
9138          */
9139         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
9140
9141         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_BTF_ID;
9142         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
9143         callee->regs[BPF_REG_2].btf =  btf_vmlinux;
9144         callee->regs[BPF_REG_2].btf_id = btf_tracing_ids[BTF_TRACING_TYPE_VMA],
9145
9146         /* pointer to stack or null */
9147         callee->regs[BPF_REG_3] = caller->regs[BPF_REG_4];
9148
9149         /* unused */
9150         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9151         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9152         callee->in_callback_fn = true;
9153         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9154         return 0;
9155 }
9156
9157 static int set_user_ringbuf_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9158                                            struct bpf_func_state *caller,
9159                                            struct bpf_func_state *callee,
9160                                            int insn_idx)
9161 {
9162         /* bpf_user_ringbuf_drain(struct bpf_map *map, void *callback_fn, void
9163          *                        callback_ctx, u64 flags);
9164          * callback_fn(const struct bpf_dynptr_t* dynptr, void *callback_ctx);
9165          */
9166         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_0]);
9167         mark_dynptr_cb_reg(env, &callee->regs[BPF_REG_1], BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL);
9168         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
9169
9170         /* unused */
9171         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
9172         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9173         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9174
9175         callee->in_callback_fn = true;
9176         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9177         return 0;
9178 }
9179
9180 static int set_rbtree_add_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9181                                          struct bpf_func_state *caller,
9182                                          struct bpf_func_state *callee,
9183                                          int insn_idx)
9184 {
9185         /* void bpf_rbtree_add_impl(struct bpf_rb_root *root, struct bpf_rb_node *node,
9186          *                     bool (less)(struct bpf_rb_node *a, const struct bpf_rb_node *b));
9187          *
9188          * 'struct bpf_rb_node *node' arg to bpf_rbtree_add_impl is the same PTR_TO_BTF_ID w/ offset
9189          * that 'less' callback args will be receiving. However, 'node' arg was release_reference'd
9190          * by this point, so look at 'root'
9191          */
9192         struct btf_field *field;
9193
9194         field = reg_find_field_offset(&caller->regs[BPF_REG_1], caller->regs[BPF_REG_1].off,
9195                                       BPF_RB_ROOT);
9196         if (!field || !field->graph_root.value_btf_id)
9197                 return -EFAULT;
9198
9199         mark_reg_graph_node(callee->regs, BPF_REG_1, &field->graph_root);
9200         ref_set_non_owning(env, &callee->regs[BPF_REG_1]);
9201         mark_reg_graph_node(callee->regs, BPF_REG_2, &field->graph_root);
9202         ref_set_non_owning(env, &callee->regs[BPF_REG_2]);
9203
9204         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
9205         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9206         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9207         callee->in_callback_fn = true;
9208         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9209         return 0;
9210 }
9211
9212 static bool is_rbtree_lock_required_kfunc(u32 btf_id);
9213
9214 /* Are we currently verifying the callback for a rbtree helper that must
9215  * be called with lock held? If so, no need to complain about unreleased
9216  * lock
9217  */
9218 static bool in_rbtree_lock_required_cb(struct bpf_verifier_env *env)
9219 {
9220         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
9221         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
9222         struct bpf_func_state *callee;
9223         int kfunc_btf_id;
9224
9225         if (!state->curframe)
9226                 return false;
9227
9228         callee = state->frame[state->curframe];
9229
9230         if (!callee->in_callback_fn)
9231                 return false;
9232
9233         kfunc_btf_id = insn[callee->callsite].imm;
9234         return is_rbtree_lock_required_kfunc(kfunc_btf_id);
9235 }
9236
9237 static int prepare_func_exit(struct bpf_verifier_env *env, int *insn_idx)
9238 {
9239         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
9240         struct bpf_func_state *caller, *callee;
9241         struct bpf_reg_state *r0;
9242         int err;
9243
9244         callee = state->frame[state->curframe];
9245         r0 = &callee->regs[BPF_REG_0];
9246         if (r0->type == PTR_TO_STACK) {
9247                 /* technically it's ok to return caller's stack pointer
9248                  * (or caller's caller's pointer) back to the caller,
9249                  * since these pointers are valid. Only current stack
9250                  * pointer will be invalid as soon as function exits,
9251                  * but let's be conservative
9252                  */
9253                 verbose(env, "cannot return stack pointer to the caller\n");
9254                 return -EINVAL;
9255         }
9256
9257         caller = state->frame[state->curframe - 1];
9258         if (callee->in_callback_fn) {
9259                 /* enforce R0 return value range [0, 1]. */
9260                 struct tnum range = callee->callback_ret_range;
9261
9262                 if (r0->type != SCALAR_VALUE) {
9263                         verbose(env, "R0 not a scalar value\n");
9264                         return -EACCES;
9265                 }
9266                 if (!tnum_in(range, r0->var_off)) {
9267                         verbose_invalid_scalar(env, r0, &range, "callback return", "R0");
9268                         return -EINVAL;
9269                 }
9270         } else {
9271                 /* return to the caller whatever r0 had in the callee */
9272                 caller->regs[BPF_REG_0] = *r0;
9273         }
9274
9275         /* callback_fn frame should have released its own additions to parent's
9276          * reference state at this point, or check_reference_leak would
9277          * complain, hence it must be the same as the caller. There is no need
9278          * to copy it back.
9279          */
9280         if (!callee->in_callback_fn) {
9281                 /* Transfer references to the caller */
9282                 err = copy_reference_state(caller, callee);
9283                 if (err)
9284                         return err;
9285         }
9286
9287         *insn_idx = callee->callsite + 1;
9288         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
9289                 verbose(env, "returning from callee:\n");
9290                 print_verifier_state(env, callee, true);
9291                 verbose(env, "to caller at %d:\n", *insn_idx);
9292                 print_verifier_state(env, caller, true);
9293         }
9294         /* clear everything in the callee */
9295         free_func_state(callee);
9296         state->frame[state->curframe--] = NULL;
9297         return 0;
9298 }
9299
9300 static void do_refine_retval_range(struct bpf_reg_state *regs, int ret_type,
9301                                    int func_id,
9302                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
9303 {
9304         struct bpf_reg_state *ret_reg = &regs[BPF_REG_0];
9305
9306         if (ret_type != RET_INTEGER)
9307                 return;
9308
9309         switch (func_id) {
9310         case BPF_FUNC_get_stack:
9311         case BPF_FUNC_get_task_stack:
9312         case BPF_FUNC_probe_read_str:
9313         case BPF_FUNC_probe_read_kernel_str:
9314         case BPF_FUNC_probe_read_user_str:
9315                 ret_reg->smax_value = meta->msize_max_value;
9316                 ret_reg->s32_max_value = meta->msize_max_value;
9317                 ret_reg->smin_value = -MAX_ERRNO;
9318                 ret_reg->s32_min_value = -MAX_ERRNO;
9319                 reg_bounds_sync(ret_reg);
9320                 break;
9321         case BPF_FUNC_get_smp_processor_id:
9322                 ret_reg->umax_value = nr_cpu_ids - 1;
9323                 ret_reg->u32_max_value = nr_cpu_ids - 1;
9324                 ret_reg->smax_value = nr_cpu_ids - 1;
9325                 ret_reg->s32_max_value = nr_cpu_ids - 1;
9326                 ret_reg->umin_value = 0;
9327                 ret_reg->u32_min_value = 0;
9328                 ret_reg->smin_value = 0;
9329                 ret_reg->s32_min_value = 0;
9330                 reg_bounds_sync(ret_reg);
9331                 break;
9332         }
9333 }
9334
9335 static int
9336 record_func_map(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
9337                 int func_id, int insn_idx)
9338 {
9339         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
9340         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
9341
9342         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call &&
9343             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
9344             func_id != BPF_FUNC_map_update_elem &&
9345             func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
9346             func_id != BPF_FUNC_map_push_elem &&
9347             func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
9348             func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
9349             func_id != BPF_FUNC_for_each_map_elem &&
9350             func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
9351             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)
9352                 return 0;
9353
9354         if (map == NULL) {
9355                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
9356                 return -EINVAL;
9357         }
9358
9359         /* In case of read-only, some additional restrictions
9360          * need to be applied in order to prevent altering the
9361          * state of the map from program side.
9362          */
9363         if ((map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
9364             (func_id == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
9365              func_id == BPF_FUNC_map_update_elem ||
9366              func_id == BPF_FUNC_map_push_elem ||
9367              func_id == BPF_FUNC_map_pop_elem)) {
9368                 verbose(env, "write into map forbidden\n");
9369                 return -EACCES;
9370         }
9371
9372         if (!BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state))
9373                 bpf_map_ptr_store(aux, meta->map_ptr,
9374                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
9375         else if (BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) != meta->map_ptr)
9376                 bpf_map_ptr_store(aux, BPF_MAP_PTR_POISON,
9377                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
9378         return 0;
9379 }
9380
9381 static int
9382 record_func_key(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
9383                 int func_id, int insn_idx)
9384 {
9385         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
9386         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg;
9387         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
9388         u64 val, max;
9389         int err;
9390
9391         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
9392                 return 0;
9393         if (!map || map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY) {
9394                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
9395                 return -EINVAL;
9396         }
9397
9398         reg = &regs[BPF_REG_3];
9399         val = reg->var_off.value;
9400         max = map->max_entries;
9401
9402         if (!(register_is_const(reg) && val < max)) {
9403                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
9404                 return 0;
9405         }
9406
9407         err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_3);
9408         if (err)
9409                 return err;
9410         if (bpf_map_key_unseen(aux))
9411                 bpf_map_key_store(aux, val);
9412         else if (!bpf_map_key_poisoned(aux) &&
9413                   bpf_map_key_immediate(aux) != val)
9414                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
9415         return 0;
9416 }
9417
9418 static int check_reference_leak(struct bpf_verifier_env *env)
9419 {
9420         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
9421         bool refs_lingering = false;
9422         int i;
9423
9424         if (state->frameno && !state->in_callback_fn)
9425                 return 0;
9426
9427         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
9428                 if (state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
9429                         continue;
9430                 verbose(env, "Unreleased reference id=%d alloc_insn=%d\n",
9431                         state->refs[i].id, state->refs[i].insn_idx);
9432                 refs_lingering = true;
9433         }
9434         return refs_lingering ? -EINVAL : 0;
9435 }
9436
9437 static int check_bpf_snprintf_call(struct bpf_verifier_env *env,
9438                                    struct bpf_reg_state *regs)
9439 {
9440         struct bpf_reg_state *fmt_reg = &regs[BPF_REG_3];
9441         struct bpf_reg_state *data_len_reg = &regs[BPF_REG_5];
9442         struct bpf_map *fmt_map = fmt_reg->map_ptr;
9443         struct bpf_bprintf_data data = {};
9444         int err, fmt_map_off, num_args;
9445         u64 fmt_addr;
9446         char *fmt;
9447
9448         /* data must be an array of u64 */
9449         if (data_len_reg->var_off.value % 8)
9450                 return -EINVAL;
9451         num_args = data_len_reg->var_off.value / 8;
9452
9453         /* fmt being ARG_PTR_TO_CONST_STR guarantees that var_off is const
9454          * and map_direct_value_addr is set.
9455          */
9456         fmt_map_off = fmt_reg->off + fmt_reg->var_off.value;
9457         err = fmt_map->ops->map_direct_value_addr(fmt_map, &fmt_addr,
9458                                                   fmt_map_off);
9459         if (err) {
9460                 verbose(env, "verifier bug\n");
9461                 return -EFAULT;
9462         }
9463         fmt = (char *)(long)fmt_addr + fmt_map_off;
9464
9465         /* We are also guaranteed that fmt+fmt_map_off is NULL terminated, we
9466          * can focus on validating the format specifiers.
9467          */
9468         err = bpf_bprintf_prepare(fmt, UINT_MAX, NULL, num_args, &data);
9469         if (err < 0)
9470                 verbose(env, "Invalid format string\n");
9471
9472         return err;
9473 }
9474
9475 static int check_get_func_ip(struct bpf_verifier_env *env)
9476 {
9477         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
9478         int func_id = BPF_FUNC_get_func_ip;
9479
9480         if (type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
9481                 if (!bpf_prog_has_trampoline(env->prog)) {
9482                         verbose(env, "func %s#%d supported only for fentry/fexit/fmod_ret programs\n",
9483                                 func_id_name(func_id), func_id);
9484                         return -ENOTSUPP;
9485                 }
9486                 return 0;
9487         } else if (type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE) {
9488                 return 0;
9489         }
9490
9491         verbose(env, "func %s#%d not supported for program type %d\n",
9492                 func_id_name(func_id), func_id, type);
9493         return -ENOTSUPP;
9494 }
9495
9496 static struct bpf_insn_aux_data *cur_aux(struct bpf_verifier_env *env)
9497 {
9498         return &env->insn_aux_data[env->insn_idx];
9499 }
9500
9501 static bool loop_flag_is_zero(struct bpf_verifier_env *env)
9502 {
9503         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
9504         struct bpf_reg_state *reg = &regs[BPF_REG_4];
9505         bool reg_is_null = register_is_null(reg);
9506
9507         if (reg_is_null)
9508                 mark_chain_precision(env, BPF_REG_4);
9509
9510         return reg_is_null;
9511 }
9512
9513 static void update_loop_inline_state(struct bpf_verifier_env *env, u32 subprogno)
9514 {
9515         struct bpf_loop_inline_state *state = &cur_aux(env)->loop_inline_state;
9516
9517         if (!state->initialized) {
9518                 state->initialized = 1;
9519                 state->fit_for_inline = loop_flag_is_zero(env);
9520                 state->callback_subprogno = subprogno;
9521                 return;
9522         }
9523
9524         if (!state->fit_for_inline)
9525                 return;
9526
9527         state->fit_for_inline = (loop_flag_is_zero(env) &&
9528                                  state->callback_subprogno == subprogno);
9529 }
9530
9531 static int check_helper_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
9532                              int *insn_idx_p)
9533 {
9534         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
9535         const struct bpf_func_proto *fn = NULL;
9536         enum bpf_return_type ret_type;
9537         enum bpf_type_flag ret_flag;
9538         struct bpf_reg_state *regs;
9539         struct bpf_call_arg_meta meta;
9540         int insn_idx = *insn_idx_p;
9541         bool changes_data;
9542         int i, err, func_id;
9543
9544         /* find function prototype */
9545         func_id = insn->imm;
9546         if (func_id < 0 || func_id >= __BPF_FUNC_MAX_ID) {
9547                 verbose(env, "invalid func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
9548                         func_id);
9549                 return -EINVAL;
9550         }
9551
9552         if (env->ops->get_func_proto)
9553                 fn = env->ops->get_func_proto(func_id, env->prog);
9554         if (!fn) {
9555                 verbose(env, "unknown func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
9556                         func_id);
9557                 return -EINVAL;
9558         }
9559
9560         /* eBPF programs must be GPL compatible to use GPL-ed functions */
9561         if (!env->prog->gpl_compatible && fn->gpl_only) {
9562                 verbose(env, "cannot call GPL-restricted function from non-GPL compatible program\n");
9563                 return -EINVAL;
9564         }
9565
9566         if (fn->allowed && !fn->allowed(env->prog)) {
9567                 verbose(env, "helper call is not allowed in probe\n");
9568                 return -EINVAL;
9569         }
9570
9571         if (!env->prog->aux->sleepable && fn->might_sleep) {
9572                 verbose(env, "helper call might sleep in a non-sleepable prog\n");
9573                 return -EINVAL;
9574         }
9575
9576         /* With LD_ABS/IND some JITs save/restore skb from r1. */
9577         changes_data = bpf_helper_changes_pkt_data(fn->func);
9578         if (changes_data && fn->arg1_type != ARG_PTR_TO_CTX) {
9579                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d: r1 != ctx\n",
9580                         func_id_name(func_id), func_id);
9581                 return -EINVAL;
9582         }
9583
9584         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
9585         meta.pkt_access = fn->pkt_access;
9586
9587         err = check_func_proto(fn, func_id);
9588         if (err) {
9589                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
9590                         func_id_name(func_id), func_id);
9591                 return err;
9592         }
9593
9594         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
9595                 if (fn->might_sleep) {
9596                         verbose(env, "sleepable helper %s#%d in rcu_read_lock region\n",
9597                                 func_id_name(func_id), func_id);
9598                         return -EINVAL;
9599                 }
9600
9601                 if (env->prog->aux->sleepable && is_storage_get_function(func_id))
9602                         env->insn_aux_data[insn_idx].storage_get_func_atomic = true;
9603         }
9604
9605         meta.func_id = func_id;
9606         /* check args */
9607         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++) {
9608                 err = check_func_arg(env, i, &meta, fn, insn_idx);
9609                 if (err)
9610                         return err;
9611         }
9612
9613         err = record_func_map(env, &meta, func_id, insn_idx);
9614         if (err)
9615                 return err;
9616
9617         err = record_func_key(env, &meta, func_id, insn_idx);
9618         if (err)
9619                 return err;
9620
9621         /* Mark slots with STACK_MISC in case of raw mode, stack offset
9622          * is inferred from register state.
9623          */
9624         for (i = 0; i < meta.access_size; i++) {
9625                 err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.regno, i, BPF_B,
9626                                        BPF_WRITE, -1, false, false);
9627                 if (err)
9628                         return err;
9629         }
9630
9631         regs = cur_regs(env);
9632
9633         if (meta.release_regno) {
9634                 err = -EINVAL;
9635                 /* This can only be set for PTR_TO_STACK, as CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot
9636                  * be released by any dynptr helper. Hence, unmark_stack_slots_dynptr
9637                  * is safe to do directly.
9638                  */
9639                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[meta.release_regno - BPF_REG_1])) {
9640                         if (regs[meta.release_regno].type == CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
9641                                 verbose(env, "verifier internal error: CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot be released\n");
9642                                 return -EFAULT;
9643                         }
9644                         err = unmark_stack_slots_dynptr(env, &regs[meta.release_regno]);
9645                 } else if (meta.ref_obj_id) {
9646                         err = release_reference(env, meta.ref_obj_id);
9647                 } else if (register_is_null(&regs[meta.release_regno])) {
9648                         /* meta.ref_obj_id can only be 0 if register that is meant to be
9649                          * released is NULL, which must be > R0.
9650                          */
9651                         err = 0;
9652                 }
9653                 if (err) {
9654                         verbose(env, "func %s#%d reference has not been acquired before\n",
9655                                 func_id_name(func_id), func_id);
9656                         return err;
9657                 }
9658         }
9659
9660         switch (func_id) {
9661         case BPF_FUNC_tail_call:
9662                 err = check_reference_leak(env);
9663                 if (err) {
9664                         verbose(env, "tail_call would lead to reference leak\n");
9665                         return err;
9666                 }
9667                 break;
9668         case BPF_FUNC_get_local_storage:
9669                 /* check that flags argument in get_local_storage(map, flags) is 0,
9670                  * this is required because get_local_storage() can't return an error.
9671                  */
9672                 if (!register_is_null(&regs[BPF_REG_2])) {
9673                         verbose(env, "get_local_storage() doesn't support non-zero flags\n");
9674                         return -EINVAL;
9675                 }
9676                 break;
9677         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
9678                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9679                                         set_map_elem_callback_state);
9680                 break;
9681         case BPF_FUNC_timer_set_callback:
9682                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9683                                         set_timer_callback_state);
9684                 break;
9685         case BPF_FUNC_find_vma:
9686                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9687                                         set_find_vma_callback_state);
9688                 break;
9689         case BPF_FUNC_snprintf:
9690                 err = check_bpf_snprintf_call(env, regs);
9691                 break;
9692         case BPF_FUNC_loop:
9693                 update_loop_inline_state(env, meta.subprogno);
9694                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9695                                         set_loop_callback_state);
9696                 break;
9697         case BPF_FUNC_dynptr_from_mem:
9698                 if (regs[BPF_REG_1].type != PTR_TO_MAP_VALUE) {
9699                         verbose(env, "Unsupported reg type %s for bpf_dynptr_from_mem data\n",
9700                                 reg_type_str(env, regs[BPF_REG_1].type));
9701                         return -EACCES;
9702                 }
9703                 break;
9704         case BPF_FUNC_set_retval:
9705                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
9706                     env->prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP) {
9707                         if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
9708                                 /* Make sure programs that attach to void
9709                                  * hooks don't try to modify return value.
9710                                  */
9711                                 verbose(env, "BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
9712                                 return -EINVAL;
9713                         }
9714                 }
9715                 break;
9716         case BPF_FUNC_dynptr_data:
9717         {
9718                 struct bpf_reg_state *reg;
9719                 int id, ref_obj_id;
9720
9721                 reg = get_dynptr_arg_reg(env, fn, regs);
9722                 if (!reg)
9723                         return -EFAULT;
9724
9725
9726                 if (meta.dynptr_id) {
9727                         verbose(env, "verifier internal error: meta.dynptr_id already set\n");
9728                         return -EFAULT;
9729                 }
9730                 if (meta.ref_obj_id) {
9731                         verbose(env, "verifier internal error: meta.ref_obj_id already set\n");
9732                         return -EFAULT;
9733                 }
9734
9735                 id = dynptr_id(env, reg);
9736                 if (id < 0) {
9737                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr id\n");
9738                         return id;
9739                 }
9740
9741                 ref_obj_id = dynptr_ref_obj_id(env, reg);
9742                 if (ref_obj_id < 0) {
9743                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr ref_obj_id\n");
9744                         return ref_obj_id;
9745                 }
9746
9747                 meta.dynptr_id = id;
9748                 meta.ref_obj_id = ref_obj_id;
9749
9750                 break;
9751         }
9752         case BPF_FUNC_dynptr_write:
9753         {
9754                 enum bpf_dynptr_type dynptr_type;
9755                 struct bpf_reg_state *reg;
9756
9757                 reg = get_dynptr_arg_reg(env, fn, regs);
9758                 if (!reg)
9759                         return -EFAULT;
9760
9761                 dynptr_type = dynptr_get_type(env, reg);
9762                 if (dynptr_type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
9763                         return -EFAULT;
9764
9765                 if (dynptr_type == BPF_DYNPTR_TYPE_SKB)
9766                         /* this will trigger clear_all_pkt_pointers(), which will
9767                          * invalidate all dynptr slices associated with the skb
9768                          */
9769                         changes_data = true;
9770
9771                 break;
9772         }
9773         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
9774                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9775                                         set_user_ringbuf_callback_state);
9776                 break;
9777         }
9778
9779         if (err)
9780                 return err;
9781
9782         /* reset caller saved regs */
9783         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
9784                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
9785                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
9786         }
9787
9788         /* helper call returns 64-bit value. */
9789         regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
9790
9791         /* update return register (already marked as written above) */
9792         ret_type = fn->ret_type;
9793         ret_flag = type_flag(ret_type);
9794
9795         switch (base_type(ret_type)) {
9796         case RET_INTEGER:
9797                 /* sets type to SCALAR_VALUE */
9798                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
9799                 break;
9800         case RET_VOID:
9801                 regs[BPF_REG_0].type = NOT_INIT;
9802                 break;
9803         case RET_PTR_TO_MAP_VALUE:
9804                 /* There is no offset yet applied, variable or fixed */
9805                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9806                 /* remember map_ptr, so that check_map_access()
9807                  * can check 'value_size' boundary of memory access
9808                  * to map element returned from bpf_map_lookup_elem()
9809                  */
9810                 if (meta.map_ptr == NULL) {
9811                         verbose(env,
9812                                 "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
9813                         return -EINVAL;
9814                 }
9815                 regs[BPF_REG_0].map_ptr = meta.map_ptr;
9816                 regs[BPF_REG_0].map_uid = meta.map_uid;
9817                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE | ret_flag;
9818                 if (!type_may_be_null(ret_type) &&
9819                     btf_record_has_field(meta.map_ptr->record, BPF_SPIN_LOCK)) {
9820                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
9821                 }
9822                 break;
9823         case RET_PTR_TO_SOCKET:
9824                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9825                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCKET | ret_flag;
9826                 break;
9827         case RET_PTR_TO_SOCK_COMMON:
9828                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9829                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCK_COMMON | ret_flag;
9830                 break;
9831         case RET_PTR_TO_TCP_SOCK:
9832                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9833                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_TCP_SOCK | ret_flag;
9834                 break;
9835         case RET_PTR_TO_MEM:
9836                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9837                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
9838                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.mem_size;
9839                 break;
9840         case RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID:
9841         {
9842                 const struct btf_type *t;
9843
9844                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9845                 t = btf_type_skip_modifiers(meta.ret_btf, meta.ret_btf_id, NULL);
9846                 if (!btf_type_is_struct(t)) {
9847                         u32 tsize;
9848                         const struct btf_type *ret;
9849                         const char *tname;
9850
9851                         /* resolve the type size of ksym. */
9852                         ret = btf_resolve_size(meta.ret_btf, t, &tsize);
9853                         if (IS_ERR(ret)) {
9854                                 tname = btf_name_by_offset(meta.ret_btf, t->name_off);
9855                                 verbose(env, "unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
9856                                         tname, PTR_ERR(ret));
9857                                 return -EINVAL;
9858                         }
9859                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
9860                         regs[BPF_REG_0].mem_size = tsize;
9861                 } else {
9862                         /* MEM_RDONLY may be carried from ret_flag, but it
9863                          * doesn't apply on PTR_TO_BTF_ID. Fold it, otherwise
9864                          * it will confuse the check of PTR_TO_BTF_ID in
9865                          * check_mem_access().
9866                          */
9867                         ret_flag &= ~MEM_RDONLY;
9868
9869                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
9870                         regs[BPF_REG_0].btf = meta.ret_btf;
9871                         regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
9872                 }
9873                 break;
9874         }
9875         case RET_PTR_TO_BTF_ID:
9876         {
9877                 struct btf *ret_btf;
9878                 int ret_btf_id;
9879
9880                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9881                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
9882                 if (func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
9883                         ret_btf = meta.kptr_field->kptr.btf;
9884                         ret_btf_id = meta.kptr_field->kptr.btf_id;
9885                         if (!btf_is_kernel(ret_btf))
9886                                 regs[BPF_REG_0].type |= MEM_ALLOC;
9887                 } else {
9888                         if (fn->ret_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
9889                                 verbose(env, "verifier internal error:");
9890                                 verbose(env, "func %s has non-overwritten BPF_PTR_POISON return type\n",
9891                                         func_id_name(func_id));
9892                                 return -EINVAL;
9893                         }
9894                         ret_btf = btf_vmlinux;
9895                         ret_btf_id = *fn->ret_btf_id;
9896                 }
9897                 if (ret_btf_id == 0) {
9898                         verbose(env, "invalid return type %u of func %s#%d\n",
9899                                 base_type(ret_type), func_id_name(func_id),
9900                                 func_id);
9901                         return -EINVAL;
9902                 }
9903                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
9904                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
9905                 break;
9906         }
9907         default:
9908                 verbose(env, "unknown return type %u of func %s#%d\n",
9909                         base_type(ret_type), func_id_name(func_id), func_id);
9910                 return -EINVAL;
9911         }
9912
9913         if (type_may_be_null(regs[BPF_REG_0].type))
9914                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
9915
9916         if (helper_multiple_ref_obj_use(func_id, meta.map_ptr)) {
9917                 verbose(env, "verifier internal error: func %s#%d sets ref_obj_id more than once\n",
9918                         func_id_name(func_id), func_id);
9919                 return -EFAULT;
9920         }
9921
9922         if (is_dynptr_ref_function(func_id))
9923                 regs[BPF_REG_0].dynptr_id = meta.dynptr_id;
9924
9925         if (is_ptr_cast_function(func_id) || is_dynptr_ref_function(func_id)) {
9926                 /* For release_reference() */
9927                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
9928         } else if (is_acquire_function(func_id, meta.map_ptr)) {
9929                 int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
9930
9931                 if (id < 0)
9932                         return id;
9933                 /* For mark_ptr_or_null_reg() */
9934                 regs[BPF_REG_0].id = id;
9935                 /* For release_reference() */
9936                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
9937         }
9938
9939         do_refine_retval_range(regs, fn->ret_type, func_id, &meta);
9940
9941         err = check_map_func_compatibility(env, meta.map_ptr, func_id);
9942         if (err)
9943                 return err;
9944
9945         if ((func_id == BPF_FUNC_get_stack ||
9946              func_id == BPF_FUNC_get_task_stack) &&
9947             !env->prog->has_callchain_buf) {
9948                 const char *err_str;
9949
9950 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
9951                 err = get_callchain_buffers(sysctl_perf_event_max_stack);
9952                 err_str = "cannot get callchain buffer for func %s#%d\n";
9953 #else
9954                 err = -ENOTSUPP;
9955                 err_str = "func %s#%d not supported without CONFIG_PERF_EVENTS\n";
9956 #endif
9957                 if (err) {
9958                         verbose(env, err_str, func_id_name(func_id), func_id);
9959                         return err;
9960                 }
9961
9962                 env->prog->has_callchain_buf = true;
9963         }
9964
9965         if (func_id == BPF_FUNC_get_stackid || func_id == BPF_FUNC_get_stack)
9966                 env->prog->call_get_stack = true;
9967
9968         if (func_id == BPF_FUNC_get_func_ip) {
9969                 if (check_get_func_ip(env))
9970                         return -ENOTSUPP;
9971                 env->prog->call_get_func_ip = true;
9972         }
9973
9974         if (changes_data)
9975                 clear_all_pkt_pointers(env);
9976         return 0;
9977 }
9978
9979 /* mark_btf_func_reg_size() is used when the reg size is determined by
9980  * the BTF func_proto's return value size and argument.
9981  */
9982 static void mark_btf_func_reg_size(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
9983                                    size_t reg_size)
9984 {
9985         struct bpf_reg_state *reg = &cur_regs(env)[regno];
9986
9987         if (regno == BPF_REG_0) {
9988                 /* Function return value */
9989                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
9990                 reg->subreg_def = reg_size == sizeof(u64) ?
9991                         DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
9992         } else {
9993                 /* Function argument */
9994                 if (reg_size == sizeof(u64)) {
9995                         mark_insn_zext(env, reg);
9996                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
9997                 } else {
9998                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ32);
9999                 }
10000         }
10001 }
10002
10003 static bool is_kfunc_acquire(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10004 {
10005         return meta->kfunc_flags & KF_ACQUIRE;
10006 }
10007
10008 static bool is_kfunc_release(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10009 {
10010         return meta->kfunc_flags & KF_RELEASE;
10011 }
10012
10013 static bool is_kfunc_trusted_args(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10014 {
10015         return (meta->kfunc_flags & KF_TRUSTED_ARGS) || is_kfunc_release(meta);
10016 }
10017
10018 static bool is_kfunc_sleepable(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10019 {
10020         return meta->kfunc_flags & KF_SLEEPABLE;
10021 }
10022
10023 static bool is_kfunc_destructive(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10024 {
10025         return meta->kfunc_flags & KF_DESTRUCTIVE;
10026 }
10027
10028 static bool is_kfunc_rcu(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10029 {
10030         return meta->kfunc_flags & KF_RCU;
10031 }
10032
10033 static bool __kfunc_param_match_suffix(const struct btf *btf,
10034                                        const struct btf_param *arg,
10035                                        const char *suffix)
10036 {
10037         int suffix_len = strlen(suffix), len;
10038         const char *param_name;
10039
10040         /* In the future, this can be ported to use BTF tagging */
10041         param_name = btf_name_by_offset(btf, arg->name_off);
10042         if (str_is_empty(param_name))
10043                 return false;
10044         len = strlen(param_name);
10045         if (len < suffix_len)
10046                 return false;
10047         param_name += len - suffix_len;
10048         return !strncmp(param_name, suffix, suffix_len);
10049 }
10050
10051 static bool is_kfunc_arg_mem_size(const struct btf *btf,
10052                                   const struct btf_param *arg,
10053                                   const struct bpf_reg_state *reg)
10054 {
10055         const struct btf_type *t;
10056
10057         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
10058         if (!btf_type_is_scalar(t) || reg->type != SCALAR_VALUE)
10059                 return false;
10060
10061         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__sz");
10062 }
10063
10064 static bool is_kfunc_arg_const_mem_size(const struct btf *btf,
10065                                         const struct btf_param *arg,
10066                                         const struct bpf_reg_state *reg)
10067 {
10068         const struct btf_type *t;
10069
10070         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
10071         if (!btf_type_is_scalar(t) || reg->type != SCALAR_VALUE)
10072                 return false;
10073
10074         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__szk");
10075 }
10076
10077 static bool is_kfunc_arg_optional(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10078 {
10079         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__opt");
10080 }
10081
10082 static bool is_kfunc_arg_constant(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10083 {
10084         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__k");
10085 }
10086
10087 static bool is_kfunc_arg_ignore(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10088 {
10089         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__ign");
10090 }
10091
10092 static bool is_kfunc_arg_alloc_obj(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10093 {
10094         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__alloc");
10095 }
10096
10097 static bool is_kfunc_arg_uninit(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10098 {
10099         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__uninit");
10100 }
10101
10102 static bool is_kfunc_arg_refcounted_kptr(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10103 {
10104         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__refcounted_kptr");
10105 }
10106
10107 static bool is_kfunc_arg_scalar_with_name(const struct btf *btf,
10108                                           const struct btf_param *arg,
10109                                           const char *name)
10110 {
10111         int len, target_len = strlen(name);
10112         const char *param_name;
10113
10114         param_name = btf_name_by_offset(btf, arg->name_off);
10115         if (str_is_empty(param_name))
10116                 return false;
10117         len = strlen(param_name);
10118         if (len != target_len)
10119                 return false;
10120         if (strcmp(param_name, name))
10121                 return false;
10122
10123         return true;
10124 }
10125
10126 enum {
10127         KF_ARG_DYNPTR_ID,
10128         KF_ARG_LIST_HEAD_ID,
10129         KF_ARG_LIST_NODE_ID,
10130         KF_ARG_RB_ROOT_ID,
10131         KF_ARG_RB_NODE_ID,
10132 };
10133
10134 BTF_ID_LIST(kf_arg_btf_ids)
10135 BTF_ID(struct, bpf_dynptr_kern)
10136 BTF_ID(struct, bpf_list_head)
10137 BTF_ID(struct, bpf_list_node)
10138 BTF_ID(struct, bpf_rb_root)
10139 BTF_ID(struct, bpf_rb_node)
10140
10141 static bool __is_kfunc_ptr_arg_type(const struct btf *btf,
10142                                     const struct btf_param *arg, int type)
10143 {
10144         const struct btf_type *t;
10145         u32 res_id;
10146
10147         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
10148         if (!t)
10149                 return false;
10150         if (!btf_type_is_ptr(t))
10151                 return false;
10152         t = btf_type_skip_modifiers(btf, t->type, &res_id);
10153         if (!t)
10154                 return false;
10155         return btf_types_are_same(btf, res_id, btf_vmlinux, kf_arg_btf_ids[type]);
10156 }
10157
10158 static bool is_kfunc_arg_dynptr(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10159 {
10160         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_DYNPTR_ID);
10161 }
10162
10163 static bool is_kfunc_arg_list_head(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10164 {
10165         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_LIST_HEAD_ID);
10166 }
10167
10168 static bool is_kfunc_arg_list_node(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10169 {
10170         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_LIST_NODE_ID);
10171 }
10172
10173 static bool is_kfunc_arg_rbtree_root(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10174 {
10175         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_RB_ROOT_ID);
10176 }
10177
10178 static bool is_kfunc_arg_rbtree_node(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10179 {
10180         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_RB_NODE_ID);
10181 }
10182
10183 static bool is_kfunc_arg_callback(struct bpf_verifier_env *env, const struct btf *btf,
10184                                   const struct btf_param *arg)
10185 {
10186         const struct btf_type *t;
10187
10188         t = btf_type_resolve_func_ptr(btf, arg->type, NULL);
10189         if (!t)
10190                 return false;
10191
10192         return true;
10193 }
10194
10195 /* Returns true if struct is composed of scalars, 4 levels of nesting allowed */
10196 static bool __btf_type_is_scalar_struct(struct bpf_verifier_env *env,
10197                                         const struct btf *btf,
10198                                         const struct btf_type *t, int rec)
10199 {
10200         const struct btf_type *member_type;
10201         const struct btf_member *member;
10202         u32 i;
10203
10204         if (!btf_type_is_struct(t))
10205                 return false;
10206
10207         for_each_member(i, t, member) {
10208                 const struct btf_array *array;
10209
10210                 member_type = btf_type_skip_modifiers(btf, member->type, NULL);
10211                 if (btf_type_is_struct(member_type)) {
10212                         if (rec >= 3) {
10213                                 verbose(env, "max struct nesting depth exceeded\n");
10214                                 return false;
10215                         }
10216                         if (!__btf_type_is_scalar_struct(env, btf, member_type, rec + 1))
10217                                 return false;
10218                         continue;
10219                 }
10220                 if (btf_type_is_array(member_type)) {
10221                         array = btf_array(member_type);
10222                         if (!array->nelems)
10223                                 return false;
10224                         member_type = btf_type_skip_modifiers(btf, array->type, NULL);
10225                         if (!btf_type_is_scalar(member_type))
10226                                 return false;
10227                         continue;
10228                 }
10229                 if (!btf_type_is_scalar(member_type))
10230                         return false;
10231         }
10232         return true;
10233 }
10234
10235 enum kfunc_ptr_arg_type {
10236         KF_ARG_PTR_TO_CTX,
10237         KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID,    /* Allocated object */
10238         KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR, /* Refcounted local kptr */
10239         KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR,
10240         KF_ARG_PTR_TO_ITER,
10241         KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD,
10242         KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE,
10243         KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID,          /* Also covers reg2btf_ids conversions */
10244         KF_ARG_PTR_TO_MEM,
10245         KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE,        /* Size derived from next argument, skip it */
10246         KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK,
10247         KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT,
10248         KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE,
10249 };
10250
10251 enum special_kfunc_type {
10252         KF_bpf_obj_new_impl,
10253         KF_bpf_obj_drop_impl,
10254         KF_bpf_refcount_acquire_impl,
10255         KF_bpf_list_push_front_impl,
10256         KF_bpf_list_push_back_impl,
10257         KF_bpf_list_pop_front,
10258         KF_bpf_list_pop_back,
10259         KF_bpf_cast_to_kern_ctx,
10260         KF_bpf_rdonly_cast,
10261         KF_bpf_rcu_read_lock,
10262         KF_bpf_rcu_read_unlock,
10263         KF_bpf_rbtree_remove,
10264         KF_bpf_rbtree_add_impl,
10265         KF_bpf_rbtree_first,
10266         KF_bpf_dynptr_from_skb,
10267         KF_bpf_dynptr_from_xdp,
10268         KF_bpf_dynptr_slice,
10269         KF_bpf_dynptr_slice_rdwr,
10270         KF_bpf_dynptr_clone,
10271 };
10272
10273 BTF_SET_START(special_kfunc_set)
10274 BTF_ID(func, bpf_obj_new_impl)
10275 BTF_ID(func, bpf_obj_drop_impl)
10276 BTF_ID(func, bpf_refcount_acquire_impl)
10277 BTF_ID(func, bpf_list_push_front_impl)
10278 BTF_ID(func, bpf_list_push_back_impl)
10279 BTF_ID(func, bpf_list_pop_front)
10280 BTF_ID(func, bpf_list_pop_back)
10281 BTF_ID(func, bpf_cast_to_kern_ctx)
10282 BTF_ID(func, bpf_rdonly_cast)
10283 BTF_ID(func, bpf_rbtree_remove)
10284 BTF_ID(func, bpf_rbtree_add_impl)
10285 BTF_ID(func, bpf_rbtree_first)
10286 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_skb)
10287 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_xdp)
10288 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice)
10289 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice_rdwr)
10290 BTF_ID(func, bpf_dynptr_clone)
10291 BTF_SET_END(special_kfunc_set)
10292
10293 BTF_ID_LIST(special_kfunc_list)
10294 BTF_ID(func, bpf_obj_new_impl)
10295 BTF_ID(func, bpf_obj_drop_impl)
10296 BTF_ID(func, bpf_refcount_acquire_impl)
10297 BTF_ID(func, bpf_list_push_front_impl)
10298 BTF_ID(func, bpf_list_push_back_impl)
10299 BTF_ID(func, bpf_list_pop_front)
10300 BTF_ID(func, bpf_list_pop_back)
10301 BTF_ID(func, bpf_cast_to_kern_ctx)
10302 BTF_ID(func, bpf_rdonly_cast)
10303 BTF_ID(func, bpf_rcu_read_lock)
10304 BTF_ID(func, bpf_rcu_read_unlock)
10305 BTF_ID(func, bpf_rbtree_remove)
10306 BTF_ID(func, bpf_rbtree_add_impl)
10307 BTF_ID(func, bpf_rbtree_first)
10308 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_skb)
10309 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_xdp)
10310 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice)
10311 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice_rdwr)
10312 BTF_ID(func, bpf_dynptr_clone)
10313
10314 static bool is_kfunc_ret_null(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10315 {
10316         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl] &&
10317             meta->arg_owning_ref) {
10318                 return false;
10319         }
10320
10321         return meta->kfunc_flags & KF_RET_NULL;
10322 }
10323
10324 static bool is_kfunc_bpf_rcu_read_lock(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10325 {
10326         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rcu_read_lock];
10327 }
10328
10329 static bool is_kfunc_bpf_rcu_read_unlock(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10330 {
10331         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rcu_read_unlock];
10332 }
10333
10334 static enum kfunc_ptr_arg_type
10335 get_kfunc_ptr_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
10336                        struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10337                        const struct btf_type *t, const struct btf_type *ref_t,
10338                        const char *ref_tname, const struct btf_param *args,
10339                        int argno, int nargs)
10340 {
10341         u32 regno = argno + 1;
10342         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
10343         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
10344         bool arg_mem_size = false;
10345
10346         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx])
10347                 return KF_ARG_PTR_TO_CTX;
10348
10349         /* In this function, we verify the kfunc's BTF as per the argument type,
10350          * leaving the rest of the verification with respect to the register
10351          * type to our caller. When a set of conditions hold in the BTF type of
10352          * arguments, we resolve it to a known kfunc_ptr_arg_type.
10353          */
10354         if (btf_get_prog_ctx_type(&env->log, meta->btf, t, resolve_prog_type(env->prog), argno))
10355                 return KF_ARG_PTR_TO_CTX;
10356
10357         if (is_kfunc_arg_alloc_obj(meta->btf, &args[argno]))
10358                 return KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID;
10359
10360         if (is_kfunc_arg_refcounted_kptr(meta->btf, &args[argno]))
10361                 return KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR;
10362
10363         if (is_kfunc_arg_dynptr(meta->btf, &args[argno]))
10364                 return KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR;
10365
10366         if (is_kfunc_arg_iter(meta, argno))
10367                 return KF_ARG_PTR_TO_ITER;
10368
10369         if (is_kfunc_arg_list_head(meta->btf, &args[argno]))
10370                 return KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD;
10371
10372         if (is_kfunc_arg_list_node(meta->btf, &args[argno]))
10373                 return KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE;
10374
10375         if (is_kfunc_arg_rbtree_root(meta->btf, &args[argno]))
10376                 return KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT;
10377
10378         if (is_kfunc_arg_rbtree_node(meta->btf, &args[argno]))
10379                 return KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE;
10380
10381         if ((base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID || reg2btf_ids[base_type(reg->type)])) {
10382                 if (!btf_type_is_struct(ref_t)) {
10383                         verbose(env, "kernel function %s args#%d pointer type %s %s is not supported\n",
10384                                 meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname);
10385                         return -EINVAL;
10386                 }
10387                 return KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID;
10388         }
10389
10390         if (is_kfunc_arg_callback(env, meta->btf, &args[argno]))
10391                 return KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK;
10392
10393
10394         if (argno + 1 < nargs &&
10395             (is_kfunc_arg_mem_size(meta->btf, &args[argno + 1], &regs[regno + 1]) ||
10396              is_kfunc_arg_const_mem_size(meta->btf, &args[argno + 1], &regs[regno + 1])))
10397                 arg_mem_size = true;
10398
10399         /* This is the catch all argument type of register types supported by
10400          * check_helper_mem_access. However, we only allow when argument type is
10401          * pointer to scalar, or struct composed (recursively) of scalars. When
10402          * arg_mem_size is true, the pointer can be void *.
10403          */
10404         if (!btf_type_is_scalar(ref_t) && !__btf_type_is_scalar_struct(env, meta->btf, ref_t, 0) &&
10405             (arg_mem_size ? !btf_type_is_void(ref_t) : 1)) {
10406                 verbose(env, "arg#%d pointer type %s %s must point to %sscalar, or struct with scalar\n",
10407                         argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname, arg_mem_size ? "void, " : "");
10408                 return -EINVAL;
10409         }
10410         return arg_mem_size ? KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE : KF_ARG_PTR_TO_MEM;
10411 }
10412
10413 static int process_kf_arg_ptr_to_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
10414                                         struct bpf_reg_state *reg,
10415                                         const struct btf_type *ref_t,
10416                                         const char *ref_tname, u32 ref_id,
10417                                         struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10418                                         int argno)
10419 {
10420         const struct btf_type *reg_ref_t;
10421         bool strict_type_match = false;
10422         const struct btf *reg_btf;
10423         const char *reg_ref_tname;
10424         u32 reg_ref_id;
10425
10426         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID) {
10427                 reg_btf = reg->btf;
10428                 reg_ref_id = reg->btf_id;
10429         } else {
10430                 reg_btf = btf_vmlinux;
10431                 reg_ref_id = *reg2btf_ids[base_type(reg->type)];
10432         }
10433
10434         /* Enforce strict type matching for calls to kfuncs that are acquiring
10435          * or releasing a reference, or are no-cast aliases. We do _not_
10436          * enforce strict matching for plain KF_TRUSTED_ARGS kfuncs by default,
10437          * as we want to enable BPF programs to pass types that are bitwise
10438          * equivalent without forcing them to explicitly cast with something
10439          * like bpf_cast_to_kern_ctx().
10440          *
10441          * For example, say we had a type like the following:
10442          *
10443          * struct bpf_cpumask {
10444          *      cpumask_t cpumask;
10445          *      refcount_t usage;
10446          * };
10447          *
10448          * Note that as specified in <linux/cpumask.h>, cpumask_t is typedef'ed
10449          * to a struct cpumask, so it would be safe to pass a struct
10450          * bpf_cpumask * to a kfunc expecting a struct cpumask *.
10451          *
10452          * The philosophy here is similar to how we allow scalars of different
10453          * types to be passed to kfuncs as long as the size is the same. The
10454          * only difference here is that we're simply allowing
10455          * btf_struct_ids_match() to walk the struct at the 0th offset, and
10456          * resolve types.
10457          */
10458         if (is_kfunc_acquire(meta) ||
10459             (is_kfunc_release(meta) && reg->ref_obj_id) ||
10460             btf_type_ids_nocast_alias(&env->log, reg_btf, reg_ref_id, meta->btf, ref_id))
10461                 strict_type_match = true;
10462
10463         WARN_ON_ONCE(is_kfunc_trusted_args(meta) && reg->off);
10464
10465         reg_ref_t = btf_type_skip_modifiers(reg_btf, reg_ref_id, &reg_ref_id);
10466         reg_ref_tname = btf_name_by_offset(reg_btf, reg_ref_t->name_off);
10467         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg_btf, reg_ref_id, reg->off, meta->btf, ref_id, strict_type_match)) {
10468                 verbose(env, "kernel function %s args#%d expected pointer to %s %s but R%d has a pointer to %s %s\n",
10469                         meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname, argno + 1,
10470                         btf_type_str(reg_ref_t), reg_ref_tname);
10471                 return -EINVAL;
10472         }
10473         return 0;
10474 }
10475
10476 static int ref_set_non_owning(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
10477 {
10478         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
10479         struct btf_record *rec = reg_btf_record(reg);
10480
10481         if (!state->active_lock.ptr) {
10482                 verbose(env, "verifier internal error: ref_set_non_owning w/o active lock\n");
10483                 return -EFAULT;
10484         }
10485
10486         if (type_flag(reg->type) & NON_OWN_REF) {
10487                 verbose(env, "verifier internal error: NON_OWN_REF already set\n");
10488                 return -EFAULT;
10489         }
10490
10491         reg->type |= NON_OWN_REF;
10492         if (rec->refcount_off >= 0)
10493                 reg->type |= MEM_RCU;
10494
10495         return 0;
10496 }
10497
10498 static int ref_convert_owning_non_owning(struct bpf_verifier_env *env, u32 ref_obj_id)
10499 {
10500         struct bpf_func_state *state, *unused;
10501         struct bpf_reg_state *reg;
10502         int i;
10503
10504         state = cur_func(env);
10505
10506         if (!ref_obj_id) {
10507                 verbose(env, "verifier internal error: ref_obj_id is zero for "
10508                              "owning -> non-owning conversion\n");
10509                 return -EFAULT;
10510         }
10511
10512         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
10513                 if (state->refs[i].id != ref_obj_id)
10514                         continue;
10515
10516                 /* Clear ref_obj_id here so release_reference doesn't clobber
10517                  * the whole reg
10518                  */
10519                 bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, unused, reg, ({
10520                         if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id) {
10521                                 reg->ref_obj_id = 0;
10522                                 ref_set_non_owning(env, reg);
10523                         }
10524                 }));
10525                 return 0;
10526         }
10527
10528         verbose(env, "verifier internal error: ref state missing for ref_obj_id\n");
10529         return -EFAULT;
10530 }
10531
10532 /* Implementation details:
10533  *
10534  * Each register points to some region of memory, which we define as an
10535  * allocation. Each allocation may embed a bpf_spin_lock which protects any
10536  * special BPF objects (bpf_list_head, bpf_rb_root, etc.) part of the same
10537  * allocation. The lock and the data it protects are colocated in the same
10538  * memory region.
10539  *
10540  * Hence, everytime a register holds a pointer value pointing to such
10541  * allocation, the verifier preserves a unique reg->id for it.
10542  *
10543  * The verifier remembers the lock 'ptr' and the lock 'id' whenever
10544  * bpf_spin_lock is called.
10545  *
10546  * To enable this, lock state in the verifier captures two values:
10547  *      active_lock.ptr = Register's type specific pointer
10548  *      active_lock.id  = A unique ID for each register pointer value
10549  *
10550  * Currently, PTR_TO_MAP_VALUE and PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC are the two
10551  * supported register types.
10552  *
10553  * The active_lock.ptr in case of map values is the reg->map_ptr, and in case of
10554  * allocated objects is the reg->btf pointer.
10555  *
10556  * The active_lock.id is non-unique for maps supporting direct_value_addr, as we
10557  * can establish the provenance of the map value statically for each distinct
10558  * lookup into such maps. They always contain a single map value hence unique
10559  * IDs for each pseudo load pessimizes the algorithm and rejects valid programs.
10560  *
10561  * So, in case of global variables, they use array maps with max_entries = 1,
10562  * hence their active_lock.ptr becomes map_ptr and id = 0 (since they all point
10563  * into the same map value as max_entries is 1, as described above).
10564  *
10565  * In case of inner map lookups, the inner map pointer has same map_ptr as the
10566  * outer map pointer (in verifier context), but each lookup into an inner map
10567  * assigns a fresh reg->id to the lookup, so while lookups into distinct inner
10568  * maps from the same outer map share the same map_ptr as active_lock.ptr, they
10569  * will get different reg->id assigned to each lookup, hence different
10570  * active_lock.id.
10571  *
10572  * In case of allocated objects, active_lock.ptr is the reg->btf, and the
10573  * reg->id is a unique ID preserved after the NULL pointer check on the pointer
10574  * returned from bpf_obj_new. Each allocation receives a new reg->id.
10575  */
10576 static int check_reg_allocation_locked(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
10577 {
10578         void *ptr;
10579         u32 id;
10580
10581         switch ((int)reg->type) {
10582         case PTR_TO_MAP_VALUE:
10583                 ptr = reg->map_ptr;
10584                 break;
10585         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
10586                 ptr = reg->btf;
10587                 break;
10588         default:
10589                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reg type for lock check\n");
10590                 return -EFAULT;
10591         }
10592         id = reg->id;
10593
10594         if (!env->cur_state->active_lock.ptr)
10595                 return -EINVAL;
10596         if (env->cur_state->active_lock.ptr != ptr ||
10597             env->cur_state->active_lock.id != id) {
10598                 verbose(env, "held lock and object are not in the same allocation\n");
10599                 return -EINVAL;
10600         }
10601         return 0;
10602 }
10603
10604 static bool is_bpf_list_api_kfunc(u32 btf_id)
10605 {
10606         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
10607                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
10608                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_front] ||
10609                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_back];
10610 }
10611
10612 static bool is_bpf_rbtree_api_kfunc(u32 btf_id)
10613 {
10614         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl] ||
10615                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
10616                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first];
10617 }
10618
10619 static bool is_bpf_graph_api_kfunc(u32 btf_id)
10620 {
10621         return is_bpf_list_api_kfunc(btf_id) || is_bpf_rbtree_api_kfunc(btf_id) ||
10622                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl];
10623 }
10624
10625 static bool is_callback_calling_kfunc(u32 btf_id)
10626 {
10627         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl];
10628 }
10629
10630 static bool is_rbtree_lock_required_kfunc(u32 btf_id)
10631 {
10632         return is_bpf_rbtree_api_kfunc(btf_id);
10633 }
10634
10635 static bool check_kfunc_is_graph_root_api(struct bpf_verifier_env *env,
10636                                           enum btf_field_type head_field_type,
10637                                           u32 kfunc_btf_id)
10638 {
10639         bool ret;
10640
10641         switch (head_field_type) {
10642         case BPF_LIST_HEAD:
10643                 ret = is_bpf_list_api_kfunc(kfunc_btf_id);
10644                 break;
10645         case BPF_RB_ROOT:
10646                 ret = is_bpf_rbtree_api_kfunc(kfunc_btf_id);
10647                 break;
10648         default:
10649                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected graph root argument type %s\n",
10650                         btf_field_type_name(head_field_type));
10651                 return false;
10652         }
10653
10654         if (!ret)
10655                 verbose(env, "verifier internal error: %s head arg for unknown kfunc\n",
10656                         btf_field_type_name(head_field_type));
10657         return ret;
10658 }
10659
10660 static bool check_kfunc_is_graph_node_api(struct bpf_verifier_env *env,
10661                                           enum btf_field_type node_field_type,
10662                                           u32 kfunc_btf_id)
10663 {
10664         bool ret;
10665
10666         switch (node_field_type) {
10667         case BPF_LIST_NODE:
10668                 ret = (kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
10669                        kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl]);
10670                 break;
10671         case BPF_RB_NODE:
10672                 ret = (kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
10673                        kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]);
10674                 break;
10675         default:
10676                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected graph node argument type %s\n",
10677                         btf_field_type_name(node_field_type));
10678                 return false;
10679         }
10680
10681         if (!ret)
10682                 verbose(env, "verifier internal error: %s node arg for unknown kfunc\n",
10683                         btf_field_type_name(node_field_type));
10684         return ret;
10685 }
10686
10687 static int
10688 __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(struct bpf_verifier_env *env,
10689                                    struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10690                                    struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10691                                    enum btf_field_type head_field_type,
10692                                    struct btf_field **head_field)
10693 {
10694         const char *head_type_name;
10695         struct btf_field *field;
10696         struct btf_record *rec;
10697         u32 head_off;
10698
10699         if (meta->btf != btf_vmlinux) {
10700                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected btf mismatch in kfunc call\n");
10701                 return -EFAULT;
10702         }
10703
10704         if (!check_kfunc_is_graph_root_api(env, head_field_type, meta->func_id))
10705                 return -EFAULT;
10706
10707         head_type_name = btf_field_type_name(head_field_type);
10708         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10709                 verbose(env,
10710                         "R%d doesn't have constant offset. %s has to be at the constant offset\n",
10711                         regno, head_type_name);
10712                 return -EINVAL;
10713         }
10714
10715         rec = reg_btf_record(reg);
10716         head_off = reg->off + reg->var_off.value;
10717         field = btf_record_find(rec, head_off, head_field_type);
10718         if (!field) {
10719                 verbose(env, "%s not found at offset=%u\n", head_type_name, head_off);
10720                 return -EINVAL;
10721         }
10722
10723         /* All functions require bpf_list_head to be protected using a bpf_spin_lock */
10724         if (check_reg_allocation_locked(env, reg)) {
10725                 verbose(env, "bpf_spin_lock at off=%d must be held for %s\n",
10726                         rec->spin_lock_off, head_type_name);
10727                 return -EINVAL;
10728         }
10729
10730         if (*head_field) {
10731                 verbose(env, "verifier internal error: repeating %s arg\n", head_type_name);
10732                 return -EFAULT;
10733         }
10734         *head_field = field;
10735         return 0;
10736 }
10737
10738 static int process_kf_arg_ptr_to_list_head(struct bpf_verifier_env *env,
10739                                            struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10740                                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10741 {
10742         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(env, reg, regno, meta, BPF_LIST_HEAD,
10743                                                           &meta->arg_list_head.field);
10744 }
10745
10746 static int process_kf_arg_ptr_to_rbtree_root(struct bpf_verifier_env *env,
10747                                              struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10748                                              struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10749 {
10750         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(env, reg, regno, meta, BPF_RB_ROOT,
10751                                                           &meta->arg_rbtree_root.field);
10752 }
10753
10754 static int
10755 __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(struct bpf_verifier_env *env,
10756                                    struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10757                                    struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10758                                    enum btf_field_type head_field_type,
10759                                    enum btf_field_type node_field_type,
10760                                    struct btf_field **node_field)
10761 {
10762         const char *node_type_name;
10763         const struct btf_type *et, *t;
10764         struct btf_field *field;
10765         u32 node_off;
10766
10767         if (meta->btf != btf_vmlinux) {
10768                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected btf mismatch in kfunc call\n");
10769                 return -EFAULT;
10770         }
10771
10772         if (!check_kfunc_is_graph_node_api(env, node_field_type, meta->func_id))
10773                 return -EFAULT;
10774
10775         node_type_name = btf_field_type_name(node_field_type);
10776         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10777                 verbose(env,
10778                         "R%d doesn't have constant offset. %s has to be at the constant offset\n",
10779                         regno, node_type_name);
10780                 return -EINVAL;
10781         }
10782
10783         node_off = reg->off + reg->var_off.value;
10784         field = reg_find_field_offset(reg, node_off, node_field_type);
10785         if (!field || field->offset != node_off) {
10786                 verbose(env, "%s not found at offset=%u\n", node_type_name, node_off);
10787                 return -EINVAL;
10788         }
10789
10790         field = *node_field;
10791
10792         et = btf_type_by_id(field->graph_root.btf, field->graph_root.value_btf_id);
10793         t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
10794         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, 0, field->graph_root.btf,
10795                                   field->graph_root.value_btf_id, true)) {
10796                 verbose(env, "operation on %s expects arg#1 %s at offset=%d "
10797                         "in struct %s, but arg is at offset=%d in struct %s\n",
10798                         btf_field_type_name(head_field_type),
10799                         btf_field_type_name(node_field_type),
10800                         field->graph_root.node_offset,
10801                         btf_name_by_offset(field->graph_root.btf, et->name_off),
10802                         node_off, btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off));
10803                 return -EINVAL;
10804         }
10805         meta->arg_btf = reg->btf;
10806         meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
10807
10808         if (node_off != field->graph_root.node_offset) {
10809                 verbose(env, "arg#1 offset=%d, but expected %s at offset=%d in struct %s\n",
10810                         node_off, btf_field_type_name(node_field_type),
10811                         field->graph_root.node_offset,
10812                         btf_name_by_offset(field->graph_root.btf, et->name_off));
10813                 return -EINVAL;
10814         }
10815
10816         return 0;
10817 }
10818
10819 static int process_kf_arg_ptr_to_list_node(struct bpf_verifier_env *env,
10820                                            struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10821                                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10822 {
10823         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(env, reg, regno, meta,
10824                                                   BPF_LIST_HEAD, BPF_LIST_NODE,
10825                                                   &meta->arg_list_head.field);
10826 }
10827
10828 static int process_kf_arg_ptr_to_rbtree_node(struct bpf_verifier_env *env,
10829                                              struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10830                                              struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10831 {
10832         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(env, reg, regno, meta,
10833                                                   BPF_RB_ROOT, BPF_RB_NODE,
10834                                                   &meta->arg_rbtree_root.field);
10835 }
10836
10837 static int check_kfunc_args(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10838                             int insn_idx)
10839 {
10840         const char *func_name = meta->func_name, *ref_tname;
10841         const struct btf *btf = meta->btf;
10842         const struct btf_param *args;
10843         struct btf_record *rec;
10844         u32 i, nargs;
10845         int ret;
10846
10847         args = (const struct btf_param *)(meta->func_proto + 1);
10848         nargs = btf_type_vlen(meta->func_proto);
10849         if (nargs > MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS) {
10850                 verbose(env, "Function %s has %d > %d args\n", func_name, nargs,
10851                         MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS);
10852                 return -EINVAL;
10853         }
10854
10855         /* Check that BTF function arguments match actual types that the
10856          * verifier sees.
10857          */
10858         for (i = 0; i < nargs; i++) {
10859                 struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[i + 1];
10860                 const struct btf_type *t, *ref_t, *resolve_ret;
10861                 enum bpf_arg_type arg_type = ARG_DONTCARE;
10862                 u32 regno = i + 1, ref_id, type_size;
10863                 bool is_ret_buf_sz = false;
10864                 int kf_arg_type;
10865
10866                 t = btf_type_skip_modifiers(btf, args[i].type, NULL);
10867
10868                 if (is_kfunc_arg_ignore(btf, &args[i]))
10869                         continue;
10870
10871                 if (btf_type_is_scalar(t)) {
10872                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
10873                                 verbose(env, "R%d is not a scalar\n", regno);
10874                                 return -EINVAL;
10875                         }
10876
10877                         if (is_kfunc_arg_constant(meta->btf, &args[i])) {
10878                                 if (meta->arg_constant.found) {
10879                                         verbose(env, "verifier internal error: only one constant argument permitted\n");
10880                                         return -EFAULT;
10881                                 }
10882                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10883                                         verbose(env, "R%d must be a known constant\n", regno);
10884                                         return -EINVAL;
10885                                 }
10886                                 ret = mark_chain_precision(env, regno);
10887                                 if (ret < 0)
10888                                         return ret;
10889                                 meta->arg_constant.found = true;
10890                                 meta->arg_constant.value = reg->var_off.value;
10891                         } else if (is_kfunc_arg_scalar_with_name(btf, &args[i], "rdonly_buf_size")) {
10892                                 meta->r0_rdonly = true;
10893                                 is_ret_buf_sz = true;
10894                         } else if (is_kfunc_arg_scalar_with_name(btf, &args[i], "rdwr_buf_size")) {
10895                                 is_ret_buf_sz = true;
10896                         }
10897
10898                         if (is_ret_buf_sz) {
10899                                 if (meta->r0_size) {
10900                                         verbose(env, "2 or more rdonly/rdwr_buf_size parameters for kfunc");
10901                                         return -EINVAL;
10902                                 }
10903
10904                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10905                                         verbose(env, "R%d is not a const\n", regno);
10906                                         return -EINVAL;
10907                                 }
10908
10909                                 meta->r0_size = reg->var_off.value;
10910                                 ret = mark_chain_precision(env, regno);
10911                                 if (ret)
10912                                         return ret;
10913                         }
10914                         continue;
10915                 }
10916
10917                 if (!btf_type_is_ptr(t)) {
10918                         verbose(env, "Unrecognized arg#%d type %s\n", i, btf_type_str(t));
10919                         return -EINVAL;
10920                 }
10921
10922                 if ((is_kfunc_trusted_args(meta) || is_kfunc_rcu(meta)) &&
10923                     (register_is_null(reg) || type_may_be_null(reg->type))) {
10924                         verbose(env, "Possibly NULL pointer passed to trusted arg%d\n", i);
10925                         return -EACCES;
10926                 }
10927
10928                 if (reg->ref_obj_id) {
10929                         if (is_kfunc_release(meta) && meta->ref_obj_id) {
10930                                 verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
10931                                         regno, reg->ref_obj_id,
10932                                         meta->ref_obj_id);
10933                                 return -EFAULT;
10934                         }
10935                         meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
10936                         if (is_kfunc_release(meta))
10937                                 meta->release_regno = regno;
10938                 }
10939
10940                 ref_t = btf_type_skip_modifiers(btf, t->type, &ref_id);
10941                 ref_tname = btf_name_by_offset(btf, ref_t->name_off);
10942
10943                 kf_arg_type = get_kfunc_ptr_arg_type(env, meta, t, ref_t, ref_tname, args, i, nargs);
10944                 if (kf_arg_type < 0)
10945                         return kf_arg_type;
10946
10947                 switch (kf_arg_type) {
10948                 case KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID:
10949                 case KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID:
10950                         if (!is_kfunc_trusted_args(meta) && !is_kfunc_rcu(meta))
10951                                 break;
10952
10953                         if (!is_trusted_reg(reg)) {
10954                                 if (!is_kfunc_rcu(meta)) {
10955                                         verbose(env, "R%d must be referenced or trusted\n", regno);
10956                                         return -EINVAL;
10957                                 }
10958                                 if (!is_rcu_reg(reg)) {
10959                                         verbose(env, "R%d must be a rcu pointer\n", regno);
10960                                         return -EINVAL;
10961                                 }
10962                         }
10963
10964                         fallthrough;
10965                 case KF_ARG_PTR_TO_CTX:
10966                         /* Trusted arguments have the same offset checks as release arguments */
10967                         arg_type |= OBJ_RELEASE;
10968                         break;
10969                 case KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR:
10970                 case KF_ARG_PTR_TO_ITER:
10971                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD:
10972                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE:
10973                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT:
10974                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE:
10975                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM:
10976                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE:
10977                 case KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK:
10978                 case KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR:
10979                         /* Trusted by default */
10980                         break;
10981                 default:
10982                         WARN_ON_ONCE(1);
10983                         return -EFAULT;
10984                 }
10985
10986                 if (is_kfunc_release(meta) && reg->ref_obj_id)
10987                         arg_type |= OBJ_RELEASE;
10988                 ret = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
10989                 if (ret < 0)
10990                         return ret;
10991
10992                 switch (kf_arg_type) {
10993                 case KF_ARG_PTR_TO_CTX:
10994                         if (reg->type != PTR_TO_CTX) {
10995                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to ctx, but got %s\n", i, btf_type_str(t));
10996                                 return -EINVAL;
10997                         }
10998
10999                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx]) {
11000                                 ret = get_kern_ctx_btf_id(&env->log, resolve_prog_type(env->prog));
11001                                 if (ret < 0)
11002                                         return -EINVAL;
11003                                 meta->ret_btf_id  = ret;
11004                         }
11005                         break;
11006                 case KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID:
11007                         if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11008                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
11009                                 return -EINVAL;
11010                         }
11011                         if (!reg->ref_obj_id) {
11012                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11013                                 return -EINVAL;
11014                         }
11015                         if (meta->btf == btf_vmlinux &&
11016                             meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl]) {
11017                                 meta->arg_btf = reg->btf;
11018                                 meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
11019                         }
11020                         break;
11021                 case KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR:
11022                 {
11023                         enum bpf_arg_type dynptr_arg_type = ARG_PTR_TO_DYNPTR;
11024                         int clone_ref_obj_id = 0;
11025
11026                         if (reg->type != PTR_TO_STACK &&
11027                             reg->type != CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
11028                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to stack or dynptr_ptr\n", i);
11029                                 return -EINVAL;
11030                         }
11031
11032                         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
11033                                 dynptr_arg_type |= MEM_RDONLY;
11034
11035                         if (is_kfunc_arg_uninit(btf, &args[i]))
11036                                 dynptr_arg_type |= MEM_UNINIT;
11037
11038                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_skb]) {
11039                                 dynptr_arg_type |= DYNPTR_TYPE_SKB;
11040                         } else if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_xdp]) {
11041                                 dynptr_arg_type |= DYNPTR_TYPE_XDP;
11042                         } else if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_clone] &&
11043                                    (dynptr_arg_type & MEM_UNINIT)) {
11044                                 enum bpf_dynptr_type parent_type = meta->initialized_dynptr.type;
11045
11046                                 if (parent_type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID) {
11047                                         verbose(env, "verifier internal error: no dynptr type for parent of clone\n");
11048                                         return -EFAULT;
11049                                 }
11050
11051                                 dynptr_arg_type |= (unsigned int)get_dynptr_type_flag(parent_type);
11052                                 clone_ref_obj_id = meta->initialized_dynptr.ref_obj_id;
11053                                 if (dynptr_type_refcounted(parent_type) && !clone_ref_obj_id) {
11054                                         verbose(env, "verifier internal error: missing ref obj id for parent of clone\n");
11055                                         return -EFAULT;
11056                                 }
11057                         }
11058
11059                         ret = process_dynptr_func(env, regno, insn_idx, dynptr_arg_type, clone_ref_obj_id);
11060                         if (ret < 0)
11061                                 return ret;
11062
11063                         if (!(dynptr_arg_type & MEM_UNINIT)) {
11064                                 int id = dynptr_id(env, reg);
11065
11066                                 if (id < 0) {
11067                                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr id\n");
11068                                         return id;
11069                                 }
11070                                 meta->initialized_dynptr.id = id;
11071                                 meta->initialized_dynptr.type = dynptr_get_type(env, reg);
11072                                 meta->initialized_dynptr.ref_obj_id = dynptr_ref_obj_id(env, reg);
11073                         }
11074
11075                         break;
11076                 }
11077                 case KF_ARG_PTR_TO_ITER:
11078                         ret = process_iter_arg(env, regno, insn_idx, meta);
11079                         if (ret < 0)
11080                                 return ret;
11081                         break;
11082                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD:
11083                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
11084                             reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11085                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to map value or allocated object\n", i);
11086                                 return -EINVAL;
11087                         }
11088                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC) && !reg->ref_obj_id) {
11089                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11090                                 return -EINVAL;
11091                         }
11092                         ret = process_kf_arg_ptr_to_list_head(env, reg, regno, meta);
11093                         if (ret < 0)
11094                                 return ret;
11095                         break;
11096                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT:
11097                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
11098                             reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11099                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to map value or allocated object\n", i);
11100                                 return -EINVAL;
11101                         }
11102                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC) && !reg->ref_obj_id) {
11103                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11104                                 return -EINVAL;
11105                         }
11106                         ret = process_kf_arg_ptr_to_rbtree_root(env, reg, regno, meta);
11107                         if (ret < 0)
11108                                 return ret;
11109                         break;
11110                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE:
11111                         if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11112                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
11113                                 return -EINVAL;
11114                         }
11115                         if (!reg->ref_obj_id) {
11116                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11117                                 return -EINVAL;
11118                         }
11119                         ret = process_kf_arg_ptr_to_list_node(env, reg, regno, meta);
11120                         if (ret < 0)
11121                                 return ret;
11122                         break;
11123                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE:
11124                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove]) {
11125                                 if (!type_is_non_owning_ref(reg->type) || reg->ref_obj_id) {
11126                                         verbose(env, "rbtree_remove node input must be non-owning ref\n");
11127                                         return -EINVAL;
11128                                 }
11129                                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
11130                                         verbose(env, "rbtree_remove not allowed in rbtree cb\n");
11131                                         return -EINVAL;
11132                                 }
11133                         } else {
11134                                 if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11135                                         verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
11136                                         return -EINVAL;
11137                                 }
11138                                 if (!reg->ref_obj_id) {
11139                                         verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11140                                         return -EINVAL;
11141                                 }
11142                         }
11143
11144                         ret = process_kf_arg_ptr_to_rbtree_node(env, reg, regno, meta);
11145                         if (ret < 0)
11146                                 return ret;
11147                         break;
11148                 case KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID:
11149                         /* Only base_type is checked, further checks are done here */
11150                         if ((base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID ||
11151                              (bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type) && !is_rcu_reg(reg))) &&
11152                             !reg2btf_ids[base_type(reg->type)]) {
11153                                 verbose(env, "arg#%d is %s ", i, reg_type_str(env, reg->type));
11154                                 verbose(env, "expected %s or socket\n",
11155                                         reg_type_str(env, base_type(reg->type) |
11156                                                           (type_flag(reg->type) & BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS)));
11157                                 return -EINVAL;
11158                         }
11159                         ret = process_kf_arg_ptr_to_btf_id(env, reg, ref_t, ref_tname, ref_id, meta, i);
11160                         if (ret < 0)
11161                                 return ret;
11162                         break;
11163                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM:
11164                         resolve_ret = btf_resolve_size(btf, ref_t, &type_size);
11165                         if (IS_ERR(resolve_ret)) {
11166                                 verbose(env, "arg#%d reference type('%s %s') size cannot be determined: %ld\n",
11167                                         i, btf_type_str(ref_t), ref_tname, PTR_ERR(resolve_ret));
11168                                 return -EINVAL;
11169                         }
11170                         ret = check_mem_reg(env, reg, regno, type_size);
11171                         if (ret < 0)
11172                                 return ret;
11173                         break;
11174                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE:
11175                 {
11176                         struct bpf_reg_state *buff_reg = &regs[regno];
11177                         const struct btf_param *buff_arg = &args[i];
11178                         struct bpf_reg_state *size_reg = &regs[regno + 1];
11179                         const struct btf_param *size_arg = &args[i + 1];
11180
11181                         if (!register_is_null(buff_reg) || !is_kfunc_arg_optional(meta->btf, buff_arg)) {
11182                                 ret = check_kfunc_mem_size_reg(env, size_reg, regno + 1);
11183                                 if (ret < 0) {
11184                                         verbose(env, "arg#%d arg#%d memory, len pair leads to invalid memory access\n", i, i + 1);
11185                                         return ret;
11186                                 }
11187                         }
11188
11189                         if (is_kfunc_arg_const_mem_size(meta->btf, size_arg, size_reg)) {
11190                                 if (meta->arg_constant.found) {
11191                                         verbose(env, "verifier internal error: only one constant argument permitted\n");
11192                                         return -EFAULT;
11193                                 }
11194                                 if (!tnum_is_const(size_reg->var_off)) {
11195                                         verbose(env, "R%d must be a known constant\n", regno + 1);
11196                                         return -EINVAL;
11197                                 }
11198                                 meta->arg_constant.found = true;
11199                                 meta->arg_constant.value = size_reg->var_off.value;
11200                         }
11201
11202                         /* Skip next '__sz' or '__szk' argument */
11203                         i++;
11204                         break;
11205                 }
11206                 case KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK:
11207                         meta->subprogno = reg->subprogno;
11208                         break;
11209                 case KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR:
11210                         if (!type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
11211                                 verbose(env, "arg#%d is neither owning or non-owning ref\n", i);
11212                                 return -EINVAL;
11213                         }
11214                         if (!type_is_non_owning_ref(reg->type))
11215                                 meta->arg_owning_ref = true;
11216
11217                         rec = reg_btf_record(reg);
11218                         if (!rec) {
11219                                 verbose(env, "verifier internal error: Couldn't find btf_record\n");
11220                                 return -EFAULT;
11221                         }
11222
11223                         if (rec->refcount_off < 0) {
11224                                 verbose(env, "arg#%d doesn't point to a type with bpf_refcount field\n", i);
11225                                 return -EINVAL;
11226                         }
11227
11228                         meta->arg_btf = reg->btf;
11229                         meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
11230                         break;
11231                 }
11232         }
11233
11234         if (is_kfunc_release(meta) && !meta->release_regno) {
11235                 verbose(env, "release kernel function %s expects refcounted PTR_TO_BTF_ID\n",
11236                         func_name);
11237                 return -EINVAL;
11238         }
11239
11240         return 0;
11241 }
11242
11243 static int fetch_kfunc_meta(struct bpf_verifier_env *env,
11244                             struct bpf_insn *insn,
11245                             struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
11246                             const char **kfunc_name)
11247 {
11248         const struct btf_type *func, *func_proto;
11249         u32 func_id, *kfunc_flags;
11250         const char *func_name;
11251         struct btf *desc_btf;
11252
11253         if (kfunc_name)
11254                 *kfunc_name = NULL;
11255
11256         if (!insn->imm)
11257                 return -EINVAL;
11258
11259         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, insn->off);
11260         if (IS_ERR(desc_btf))
11261                 return PTR_ERR(desc_btf);
11262
11263         func_id = insn->imm;
11264         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
11265         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
11266         if (kfunc_name)
11267                 *kfunc_name = func_name;
11268         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
11269
11270         kfunc_flags = btf_kfunc_id_set_contains(desc_btf, func_id, env->prog);
11271         if (!kfunc_flags) {
11272                 return -EACCES;
11273         }
11274
11275         memset(meta, 0, sizeof(*meta));
11276         meta->btf = desc_btf;
11277         meta->func_id = func_id;
11278         meta->kfunc_flags = *kfunc_flags;
11279         meta->func_proto = func_proto;
11280         meta->func_name = func_name;
11281
11282         return 0;
11283 }
11284
11285 static int check_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
11286                             int *insn_idx_p)
11287 {
11288         const struct btf_type *t, *ptr_type;
11289         u32 i, nargs, ptr_type_id, release_ref_obj_id;
11290         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
11291         const char *func_name, *ptr_type_name;
11292         bool sleepable, rcu_lock, rcu_unlock;
11293         struct bpf_kfunc_call_arg_meta meta;
11294         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux;
11295         int err, insn_idx = *insn_idx_p;
11296         const struct btf_param *args;
11297         const struct btf_type *ret_t;
11298         struct btf *desc_btf;
11299
11300         /* skip for now, but return error when we find this in fixup_kfunc_call */
11301         if (!insn->imm)
11302                 return 0;
11303
11304         err = fetch_kfunc_meta(env, insn, &meta, &func_name);
11305         if (err == -EACCES && func_name)
11306                 verbose(env, "calling kernel function %s is not allowed\n", func_name);
11307         if (err)
11308                 return err;
11309         desc_btf = meta.btf;
11310         insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
11311
11312         insn_aux->is_iter_next = is_iter_next_kfunc(&meta);
11313
11314         if (is_kfunc_destructive(&meta) && !capable(CAP_SYS_BOOT)) {
11315                 verbose(env, "destructive kfunc calls require CAP_SYS_BOOT capability\n");
11316                 return -EACCES;
11317         }
11318
11319         sleepable = is_kfunc_sleepable(&meta);
11320         if (sleepable && !env->prog->aux->sleepable) {
11321                 verbose(env, "program must be sleepable to call sleepable kfunc %s\n", func_name);
11322                 return -EACCES;
11323         }
11324
11325         rcu_lock = is_kfunc_bpf_rcu_read_lock(&meta);
11326         rcu_unlock = is_kfunc_bpf_rcu_read_unlock(&meta);
11327
11328         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
11329                 struct bpf_func_state *state;
11330                 struct bpf_reg_state *reg;
11331
11332                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env) && (rcu_lock || rcu_unlock)) {
11333                         verbose(env, "Calling bpf_rcu_read_{lock,unlock} in unnecessary rbtree callback\n");
11334                         return -EACCES;
11335                 }
11336
11337                 if (rcu_lock) {
11338                         verbose(env, "nested rcu read lock (kernel function %s)\n", func_name);
11339                         return -EINVAL;
11340                 } else if (rcu_unlock) {
11341                         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
11342                                 if (reg->type & MEM_RCU) {
11343                                         reg->type &= ~(MEM_RCU | PTR_MAYBE_NULL);
11344                                         reg->type |= PTR_UNTRUSTED;
11345                                 }
11346                         }));
11347                         env->cur_state->active_rcu_lock = false;
11348                 } else if (sleepable) {
11349                         verbose(env, "kernel func %s is sleepable within rcu_read_lock region\n", func_name);
11350                         return -EACCES;
11351                 }
11352         } else if (rcu_lock) {
11353                 env->cur_state->active_rcu_lock = true;
11354         } else if (rcu_unlock) {
11355                 verbose(env, "unmatched rcu read unlock (kernel function %s)\n", func_name);
11356                 return -EINVAL;
11357         }
11358
11359         /* Check the arguments */
11360         err = check_kfunc_args(env, &meta, insn_idx);
11361         if (err < 0)
11362                 return err;
11363         /* In case of release function, we get register number of refcounted
11364          * PTR_TO_BTF_ID in bpf_kfunc_arg_meta, do the release now.
11365          */
11366         if (meta.release_regno) {
11367                 err = release_reference(env, regs[meta.release_regno].ref_obj_id);
11368                 if (err) {
11369                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
11370                                 func_name, meta.func_id);
11371                         return err;
11372                 }
11373         }
11374
11375         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
11376             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
11377             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
11378                 release_ref_obj_id = regs[BPF_REG_2].ref_obj_id;
11379                 insn_aux->insert_off = regs[BPF_REG_2].off;
11380                 insn_aux->kptr_struct_meta = btf_find_struct_meta(meta.arg_btf, meta.arg_btf_id);
11381                 err = ref_convert_owning_non_owning(env, release_ref_obj_id);
11382                 if (err) {
11383                         verbose(env, "kfunc %s#%d conversion of owning ref to non-owning failed\n",
11384                                 func_name, meta.func_id);
11385                         return err;
11386                 }
11387
11388                 err = release_reference(env, release_ref_obj_id);
11389                 if (err) {
11390                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
11391                                 func_name, meta.func_id);
11392                         return err;
11393                 }
11394         }
11395
11396         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
11397                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
11398                                         set_rbtree_add_callback_state);
11399                 if (err) {
11400                         verbose(env, "kfunc %s#%d failed callback verification\n",
11401                                 func_name, meta.func_id);
11402                         return err;
11403                 }
11404         }
11405
11406         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++)
11407                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
11408
11409         /* Check return type */
11410         t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, meta.func_proto->type, NULL);
11411
11412         if (is_kfunc_acquire(&meta) && !btf_type_is_struct_ptr(meta.btf, t)) {
11413                 /* Only exception is bpf_obj_new_impl */
11414                 if (meta.btf != btf_vmlinux ||
11415                     (meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl] &&
11416                      meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl])) {
11417                         verbose(env, "acquire kernel function does not return PTR_TO_BTF_ID\n");
11418                         return -EINVAL;
11419                 }
11420         }
11421
11422         if (btf_type_is_scalar(t)) {
11423                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
11424                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, t->size);
11425         } else if (btf_type_is_ptr(t)) {
11426                 ptr_type = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, t->type, &ptr_type_id);
11427
11428                 if (meta.btf == btf_vmlinux && btf_id_set_contains(&special_kfunc_set, meta.func_id)) {
11429                         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl]) {
11430                                 struct btf *ret_btf;
11431                                 u32 ret_btf_id;
11432
11433                                 if (unlikely(!bpf_global_ma_set))
11434                                         return -ENOMEM;
11435
11436                                 if (((u64)(u32)meta.arg_constant.value) != meta.arg_constant.value) {
11437                                         verbose(env, "local type ID argument must be in range [0, U32_MAX]\n");
11438                                         return -EINVAL;
11439                                 }
11440
11441                                 ret_btf = env->prog->aux->btf;
11442                                 ret_btf_id = meta.arg_constant.value;
11443
11444                                 /* This may be NULL due to user not supplying a BTF */
11445                                 if (!ret_btf) {
11446                                         verbose(env, "bpf_obj_new requires prog BTF\n");
11447                                         return -EINVAL;
11448                                 }
11449
11450                                 ret_t = btf_type_by_id(ret_btf, ret_btf_id);
11451                                 if (!ret_t || !__btf_type_is_struct(ret_t)) {
11452                                         verbose(env, "bpf_obj_new type ID argument must be of a struct\n");
11453                                         return -EINVAL;
11454                                 }
11455
11456                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11457                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
11458                                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
11459                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
11460
11461                                 insn_aux->obj_new_size = ret_t->size;
11462                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
11463                                         btf_find_struct_meta(ret_btf, ret_btf_id);
11464                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl]) {
11465                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11466                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
11467                                 regs[BPF_REG_0].btf = meta.arg_btf;
11468                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.arg_btf_id;
11469
11470                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
11471                                         btf_find_struct_meta(meta.arg_btf,
11472                                                              meta.arg_btf_id);
11473                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_front] ||
11474                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_back]) {
11475                                 struct btf_field *field = meta.arg_list_head.field;
11476
11477                                 mark_reg_graph_node(regs, BPF_REG_0, &field->graph_root);
11478                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
11479                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first]) {
11480                                 struct btf_field *field = meta.arg_rbtree_root.field;
11481
11482                                 mark_reg_graph_node(regs, BPF_REG_0, &field->graph_root);
11483                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx]) {
11484                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11485                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED;
11486                                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
11487                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
11488                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rdonly_cast]) {
11489                                 ret_t = btf_type_by_id(desc_btf, meta.arg_constant.value);
11490                                 if (!ret_t || !btf_type_is_struct(ret_t)) {
11491                                         verbose(env,
11492                                                 "kfunc bpf_rdonly_cast type ID argument must be of a struct\n");
11493                                         return -EINVAL;
11494                                 }
11495
11496                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11497                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED;
11498                                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
11499                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.arg_constant.value;
11500                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice] ||
11501                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice_rdwr]) {
11502                                 enum bpf_type_flag type_flag = get_dynptr_type_flag(meta.initialized_dynptr.type);
11503
11504                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11505
11506                                 if (!meta.arg_constant.found) {
11507                                         verbose(env, "verifier internal error: bpf_dynptr_slice(_rdwr) no constant size\n");
11508                                         return -EFAULT;
11509                                 }
11510
11511                                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.arg_constant.value;
11512
11513                                 /* PTR_MAYBE_NULL will be added when is_kfunc_ret_null is checked */
11514                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | type_flag;
11515
11516                                 if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice]) {
11517                                         regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RDONLY;
11518                                 } else {
11519                                         /* this will set env->seen_direct_write to true */
11520                                         if (!may_access_direct_pkt_data(env, NULL, BPF_WRITE)) {
11521                                                 verbose(env, "the prog does not allow writes to packet data\n");
11522                                                 return -EINVAL;
11523                                         }
11524                                 }
11525
11526                                 if (!meta.initialized_dynptr.id) {
11527                                         verbose(env, "verifier internal error: no dynptr id\n");
11528                                         return -EFAULT;
11529                                 }
11530                                 regs[BPF_REG_0].dynptr_id = meta.initialized_dynptr.id;
11531
11532                                 /* we don't need to set BPF_REG_0's ref obj id
11533                                  * because packet slices are not refcounted (see
11534                                  * dynptr_type_refcounted)
11535                                  */
11536                         } else {
11537                                 verbose(env, "kernel function %s unhandled dynamic return type\n",
11538                                         meta.func_name);
11539                                 return -EFAULT;
11540                         }
11541                 } else if (!__btf_type_is_struct(ptr_type)) {
11542                         if (!meta.r0_size) {
11543                                 __u32 sz;
11544
11545                                 if (!IS_ERR(btf_resolve_size(desc_btf, ptr_type, &sz))) {
11546                                         meta.r0_size = sz;
11547                                         meta.r0_rdonly = true;
11548                                 }
11549                         }
11550                         if (!meta.r0_size) {
11551                                 ptr_type_name = btf_name_by_offset(desc_btf,
11552                                                                    ptr_type->name_off);
11553                                 verbose(env,
11554                                         "kernel function %s returns pointer type %s %s is not supported\n",
11555                                         func_name,
11556                                         btf_type_str(ptr_type),
11557                                         ptr_type_name);
11558                                 return -EINVAL;
11559                         }
11560
11561                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11562                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM;
11563                         regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.r0_size;
11564
11565                         if (meta.r0_rdonly)
11566                                 regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RDONLY;
11567
11568                         /* Ensures we don't access the memory after a release_reference() */
11569                         if (meta.ref_obj_id)
11570                                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
11571                 } else {
11572                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11573                         regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
11574                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID;
11575                         regs[BPF_REG_0].btf_id = ptr_type_id;
11576                 }
11577
11578                 if (is_kfunc_ret_null(&meta)) {
11579                         regs[BPF_REG_0].type |= PTR_MAYBE_NULL;
11580                         /* For mark_ptr_or_null_reg, see 93c230e3f5bd6 */
11581                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
11582                 }
11583                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, sizeof(void *));
11584                 if (is_kfunc_acquire(&meta)) {
11585                         int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
11586
11587                         if (id < 0)
11588                                 return id;
11589                         if (is_kfunc_ret_null(&meta))
11590                                 regs[BPF_REG_0].id = id;
11591                         regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
11592                 } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first]) {
11593                         ref_set_non_owning(env, &regs[BPF_REG_0]);
11594                 }
11595
11596                 if (reg_may_point_to_spin_lock(&regs[BPF_REG_0]) && !regs[BPF_REG_0].id)
11597                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
11598         } else if (btf_type_is_void(t)) {
11599                 if (meta.btf == btf_vmlinux && btf_id_set_contains(&special_kfunc_set, meta.func_id)) {
11600                         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl]) {
11601                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
11602                                         btf_find_struct_meta(meta.arg_btf,
11603                                                              meta.arg_btf_id);
11604                         }
11605                 }
11606         }
11607
11608         nargs = btf_type_vlen(meta.func_proto);
11609         args = (const struct btf_param *)(meta.func_proto + 1);
11610         for (i = 0; i < nargs; i++) {
11611                 u32 regno = i + 1;
11612
11613                 t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, args[i].type, NULL);
11614                 if (btf_type_is_ptr(t))
11615                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, sizeof(void *));
11616                 else
11617                         /* scalar. ensured by btf_check_kfunc_arg_match() */
11618                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, t->size);
11619         }
11620
11621         if (is_iter_next_kfunc(&meta)) {
11622                 err = process_iter_next_call(env, insn_idx, &meta);
11623                 if (err)
11624                         return err;
11625         }
11626
11627         return 0;
11628 }
11629
11630 static bool signed_add_overflows(s64 a, s64 b)
11631 {
11632         /* Do the add in u64, where overflow is well-defined */
11633         s64 res = (s64)((u64)a + (u64)b);
11634
11635         if (b < 0)
11636                 return res > a;
11637         return res < a;
11638 }
11639
11640 static bool signed_add32_overflows(s32 a, s32 b)
11641 {
11642         /* Do the add in u32, where overflow is well-defined */
11643         s32 res = (s32)((u32)a + (u32)b);
11644
11645         if (b < 0)
11646                 return res > a;
11647         return res < a;
11648 }
11649
11650 static bool signed_sub_overflows(s64 a, s64 b)
11651 {
11652         /* Do the sub in u64, where overflow is well-defined */
11653         s64 res = (s64)((u64)a - (u64)b);
11654
11655         if (b < 0)
11656                 return res < a;
11657         return res > a;
11658 }
11659
11660 static bool signed_sub32_overflows(s32 a, s32 b)
11661 {
11662         /* Do the sub in u32, where overflow is well-defined */
11663         s32 res = (s32)((u32)a - (u32)b);
11664
11665         if (b < 0)
11666                 return res < a;
11667         return res > a;
11668 }
11669
11670 static bool check_reg_sane_offset(struct bpf_verifier_env *env,
11671                                   const struct bpf_reg_state *reg,
11672                                   enum bpf_reg_type type)
11673 {
11674         bool known = tnum_is_const(reg->var_off);
11675         s64 val = reg->var_off.value;
11676         s64 smin = reg->smin_value;
11677
11678         if (known && (val >= BPF_MAX_VAR_OFF || val <= -BPF_MAX_VAR_OFF)) {
11679                 verbose(env, "math between %s pointer and %lld is not allowed\n",
11680                         reg_type_str(env, type), val);
11681                 return false;
11682         }
11683
11684         if (reg->off >= BPF_MAX_VAR_OFF || reg->off <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
11685                 verbose(env, "%s pointer offset %d is not allowed\n",
11686                         reg_type_str(env, type), reg->off);
11687                 return false;
11688         }
11689
11690         if (smin == S64_MIN) {
11691                 verbose(env, "math between %s pointer and register with unbounded min value is not allowed\n",
11692                         reg_type_str(env, type));
11693                 return false;
11694         }
11695
11696         if (smin >= BPF_MAX_VAR_OFF || smin <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
11697                 verbose(env, "value %lld makes %s pointer be out of bounds\n",
11698                         smin, reg_type_str(env, type));
11699                 return false;
11700         }
11701
11702         return true;
11703 }
11704
11705 enum {
11706         REASON_BOUNDS   = -1,
11707         REASON_TYPE     = -2,
11708         REASON_PATHS    = -3,
11709         REASON_LIMIT    = -4,
11710         REASON_STACK    = -5,
11711 };
11712
11713 static int retrieve_ptr_limit(const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
11714                               u32 *alu_limit, bool mask_to_left)
11715 {
11716         u32 max = 0, ptr_limit = 0;
11717
11718         switch (ptr_reg->type) {
11719         case PTR_TO_STACK:
11720                 /* Offset 0 is out-of-bounds, but acceptable start for the
11721                  * left direction, see BPF_REG_FP. Also, unknown scalar
11722                  * offset where we would need to deal with min/max bounds is
11723                  * currently prohibited for unprivileged.
11724                  */
11725                 max = MAX_BPF_STACK + mask_to_left;
11726                 ptr_limit = -(ptr_reg->var_off.value + ptr_reg->off);
11727                 break;
11728         case PTR_TO_MAP_VALUE:
11729                 max = ptr_reg->map_ptr->value_size;
11730                 ptr_limit = (mask_to_left ?
11731                              ptr_reg->smin_value :
11732                              ptr_reg->umax_value) + ptr_reg->off;
11733                 break;
11734         default:
11735                 return REASON_TYPE;
11736         }
11737
11738         if (ptr_limit >= max)
11739                 return REASON_LIMIT;
11740         *alu_limit = ptr_limit;
11741         return 0;
11742 }
11743
11744 static bool can_skip_alu_sanitation(const struct bpf_verifier_env *env,
11745                                     const struct bpf_insn *insn)
11746 {
11747         return env->bypass_spec_v1 || BPF_SRC(insn->code) == BPF_K;
11748 }
11749
11750 static int update_alu_sanitation_state(struct bpf_insn_aux_data *aux,
11751                                        u32 alu_state, u32 alu_limit)
11752 {
11753         /* If we arrived here from different branches with different
11754          * state or limits to sanitize, then this won't work.
11755          */
11756         if (aux->alu_state &&
11757             (aux->alu_state != alu_state ||
11758              aux->alu_limit != alu_limit))
11759                 return REASON_PATHS;
11760
11761         /* Corresponding fixup done in do_misc_fixups(). */
11762         aux->alu_state = alu_state;
11763         aux->alu_limit = alu_limit;
11764         return 0;
11765 }
11766
11767 static int sanitize_val_alu(struct bpf_verifier_env *env,
11768                             struct bpf_insn *insn)
11769 {
11770         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
11771
11772         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
11773                 return 0;
11774
11775         return update_alu_sanitation_state(aux, BPF_ALU_NON_POINTER, 0);
11776 }
11777
11778 static bool sanitize_needed(u8 opcode)
11779 {
11780         return opcode == BPF_ADD || opcode == BPF_SUB;
11781 }
11782
11783 struct bpf_sanitize_info {
11784         struct bpf_insn_aux_data aux;
11785         bool mask_to_left;
11786 };
11787
11788 static struct bpf_verifier_state *
11789 sanitize_speculative_path(struct bpf_verifier_env *env,
11790                           const struct bpf_insn *insn,
11791                           u32 next_idx, u32 curr_idx)
11792 {
11793         struct bpf_verifier_state *branch;
11794         struct bpf_reg_state *regs;
11795
11796         branch = push_stack(env, next_idx, curr_idx, true);
11797         if (branch && insn) {
11798                 regs = branch->frame[branch->curframe]->regs;
11799                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
11800                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
11801                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
11802                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
11803                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->src_reg);
11804                 }
11805         }
11806         return branch;
11807 }
11808
11809 static int sanitize_ptr_alu(struct bpf_verifier_env *env,
11810                             struct bpf_insn *insn,
11811                             const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
11812                             const struct bpf_reg_state *off_reg,
11813                             struct bpf_reg_state *dst_reg,
11814                             struct bpf_sanitize_info *info,
11815                             const bool commit_window)
11816 {
11817         struct bpf_insn_aux_data *aux = commit_window ? cur_aux(env) : &info->aux;
11818         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
11819         bool off_is_imm = tnum_is_const(off_reg->var_off);
11820         bool off_is_neg = off_reg->smin_value < 0;
11821         bool ptr_is_dst_reg = ptr_reg == dst_reg;
11822         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
11823         u32 alu_state, alu_limit;
11824         struct bpf_reg_state tmp;
11825         bool ret;
11826         int err;
11827
11828         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
11829                 return 0;
11830
11831         /* We already marked aux for masking from non-speculative
11832          * paths, thus we got here in the first place. We only care
11833          * to explore bad access from here.
11834          */
11835         if (vstate->speculative)
11836                 goto do_sim;
11837
11838         if (!commit_window) {
11839                 if (!tnum_is_const(off_reg->var_off) &&
11840                     (off_reg->smin_value < 0) != (off_reg->smax_value < 0))
11841                         return REASON_BOUNDS;
11842
11843                 info->mask_to_left = (opcode == BPF_ADD &&  off_is_neg) ||
11844                                      (opcode == BPF_SUB && !off_is_neg);
11845         }
11846
11847         err = retrieve_ptr_limit(ptr_reg, &alu_limit, info->mask_to_left);
11848         if (err < 0)
11849                 return err;
11850
11851         if (commit_window) {
11852                 /* In commit phase we narrow the masking window based on
11853                  * the observed pointer move after the simulated operation.
11854                  */
11855                 alu_state = info->aux.alu_state;
11856                 alu_limit = abs(info->aux.alu_limit - alu_limit);
11857         } else {
11858                 alu_state  = off_is_neg ? BPF_ALU_NEG_VALUE : 0;
11859                 alu_state |= off_is_imm ? BPF_ALU_IMMEDIATE : 0;
11860                 alu_state |= ptr_is_dst_reg ?
11861                              BPF_ALU_SANITIZE_SRC : BPF_ALU_SANITIZE_DST;
11862
11863                 /* Limit pruning on unknown scalars to enable deep search for
11864                  * potential masking differences from other program paths.
11865                  */
11866                 if (!off_is_imm)
11867                         env->explore_alu_limits = true;
11868         }
11869
11870         err = update_alu_sanitation_state(aux, alu_state, alu_limit);
11871         if (err < 0)
11872                 return err;
11873 do_sim:
11874         /* If we're in commit phase, we're done here given we already
11875          * pushed the truncated dst_reg into the speculative verification
11876          * stack.
11877          *
11878          * Also, when register is a known constant, we rewrite register-based
11879          * operation to immediate-based, and thus do not need masking (and as
11880          * a consequence, do not need to simulate the zero-truncation either).
11881          */
11882         if (commit_window || off_is_imm)
11883                 return 0;
11884
11885         /* Simulate and find potential out-of-bounds access under
11886          * speculative execution from truncation as a result of
11887          * masking when off was not within expected range. If off
11888          * sits in dst, then we temporarily need to move ptr there
11889          * to simulate dst (== 0) +/-= ptr. Needed, for example,
11890          * for cases where we use K-based arithmetic in one direction
11891          * and truncated reg-based in the other in order to explore
11892          * bad access.
11893          */
11894         if (!ptr_is_dst_reg) {
11895                 tmp = *dst_reg;
11896                 copy_register_state(dst_reg, ptr_reg);
11897         }
11898         ret = sanitize_speculative_path(env, NULL, env->insn_idx + 1,
11899                                         env->insn_idx);
11900         if (!ptr_is_dst_reg && ret)
11901                 *dst_reg = tmp;
11902         return !ret ? REASON_STACK : 0;
11903 }
11904
11905 static void sanitize_mark_insn_seen(struct bpf_verifier_env *env)
11906 {
11907         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
11908
11909         /* If we simulate paths under speculation, we don't update the
11910          * insn as 'seen' such that when we verify unreachable paths in
11911          * the non-speculative domain, sanitize_dead_code() can still
11912          * rewrite/sanitize them.
11913          */
11914         if (!vstate->speculative)
11915                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
11916 }
11917
11918 static int sanitize_err(struct bpf_verifier_env *env,
11919                         const struct bpf_insn *insn, int reason,
11920                         const struct bpf_reg_state *off_reg,
11921                         const struct bpf_reg_state *dst_reg)
11922 {
11923         static const char *err = "pointer arithmetic with it prohibited for !root";
11924         const char *op = BPF_OP(insn->code) == BPF_ADD ? "add" : "sub";
11925         u32 dst = insn->dst_reg, src = insn->src_reg;
11926
11927         switch (reason) {
11928         case REASON_BOUNDS:
11929                 verbose(env, "R%d has unknown scalar with mixed signed bounds, %s\n",
11930                         off_reg == dst_reg ? dst : src, err);
11931                 break;
11932         case REASON_TYPE:
11933                 verbose(env, "R%d has pointer with unsupported alu operation, %s\n",
11934                         off_reg == dst_reg ? src : dst, err);
11935                 break;
11936         case REASON_PATHS:
11937                 verbose(env, "R%d tried to %s from different maps, paths or scalars, %s\n",
11938                         dst, op, err);
11939                 break;
11940         case REASON_LIMIT:
11941                 verbose(env, "R%d tried to %s beyond pointer bounds, %s\n",
11942                         dst, op, err);
11943                 break;
11944         case REASON_STACK:
11945                 verbose(env, "R%d could not be pushed for speculative verification, %s\n",
11946                         dst, err);
11947                 break;
11948         default:
11949                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reason (%d)\n",
11950                         reason);
11951                 break;
11952         }
11953
11954         return -EACCES;
11955 }
11956
11957 /* check that stack access falls within stack limits and that 'reg' doesn't
11958  * have a variable offset.
11959  *
11960  * Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity since it
11961  * requires corresponding support in Spectre masking for stack ALU.  See also
11962  * retrieve_ptr_limit().
11963  *
11964  *
11965  * 'off' includes 'reg->off'.
11966  */
11967 static int check_stack_access_for_ptr_arithmetic(
11968                                 struct bpf_verifier_env *env,
11969                                 int regno,
11970                                 const struct bpf_reg_state *reg,
11971                                 int off)
11972 {
11973         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
11974                 char tn_buf[48];
11975
11976                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
11977                 verbose(env, "R%d variable stack access prohibited for !root, var_off=%s off=%d\n",
11978                         regno, tn_buf, off);
11979                 return -EACCES;
11980         }
11981
11982         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK) {
11983                 verbose(env, "R%d stack pointer arithmetic goes out of range, "
11984                         "prohibited for !root; off=%d\n", regno, off);
11985                 return -EACCES;
11986         }
11987
11988         return 0;
11989 }
11990
11991 static int sanitize_check_bounds(struct bpf_verifier_env *env,
11992                                  const struct bpf_insn *insn,
11993                                  const struct bpf_reg_state *dst_reg)
11994 {
11995         u32 dst = insn->dst_reg;
11996
11997         /* For unprivileged we require that resulting offset must be in bounds
11998          * in order to be able to sanitize access later on.
11999          */
12000         if (env->bypass_spec_v1)
12001                 return 0;
12002
12003         switch (dst_reg->type) {
12004         case PTR_TO_STACK:
12005                 if (check_stack_access_for_ptr_arithmetic(env, dst, dst_reg,
12006                                         dst_reg->off + dst_reg->var_off.value))
12007                         return -EACCES;
12008                 break;
12009         case PTR_TO_MAP_VALUE:
12010                 if (check_map_access(env, dst, dst_reg->off, 1, false, ACCESS_HELPER)) {
12011                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic of map value goes out of range, "
12012                                 "prohibited for !root\n", dst);
12013                         return -EACCES;
12014                 }
12015                 break;
12016         default:
12017                 break;
12018         }
12019
12020         return 0;
12021 }
12022
12023 /* Handles arithmetic on a pointer and a scalar: computes new min/max and var_off.
12024  * Caller should also handle BPF_MOV case separately.
12025  * If we return -EACCES, caller may want to try again treating pointer as a
12026  * scalar.  So we only emit a diagnostic if !env->allow_ptr_leaks.
12027  */
12028 static int adjust_ptr_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
12029                                    struct bpf_insn *insn,
12030                                    const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
12031                                    const struct bpf_reg_state *off_reg)
12032 {
12033         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
12034         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
12035         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg;
12036         bool known = tnum_is_const(off_reg->var_off);
12037         s64 smin_val = off_reg->smin_value, smax_val = off_reg->smax_value,
12038             smin_ptr = ptr_reg->smin_value, smax_ptr = ptr_reg->smax_value;
12039         u64 umin_val = off_reg->umin_value, umax_val = off_reg->umax_value,
12040             umin_ptr = ptr_reg->umin_value, umax_ptr = ptr_reg->umax_value;
12041         struct bpf_sanitize_info info = {};
12042         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12043         u32 dst = insn->dst_reg;
12044         int ret;
12045
12046         dst_reg = &regs[dst];
12047
12048         if ((known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
12049             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
12050                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
12051                  * e.g. dead branches.
12052                  */
12053                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12054                 return 0;
12055         }
12056
12057         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
12058                 /* 32-bit ALU ops on pointers produce (meaningless) scalars */
12059                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
12060                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12061                         return 0;
12062                 }
12063
12064                 verbose(env,
12065                         "R%d 32-bit pointer arithmetic prohibited\n",
12066                         dst);
12067                 return -EACCES;
12068         }
12069
12070         if (ptr_reg->type & PTR_MAYBE_NULL) {
12071                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited, null-check it first\n",
12072                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
12073                 return -EACCES;
12074         }
12075
12076         switch (base_type(ptr_reg->type)) {
12077         case CONST_PTR_TO_MAP:
12078                 /* smin_val represents the known value */
12079                 if (known && smin_val == 0 && opcode == BPF_ADD)
12080                         break;
12081                 fallthrough;
12082         case PTR_TO_PACKET_END:
12083         case PTR_TO_SOCKET:
12084         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
12085         case PTR_TO_TCP_SOCK:
12086         case PTR_TO_XDP_SOCK:
12087                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited\n",
12088                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
12089                 return -EACCES;
12090         default:
12091                 break;
12092         }
12093
12094         /* In case of 'scalar += pointer', dst_reg inherits pointer type and id.
12095          * The id may be overwritten later if we create a new variable offset.
12096          */
12097         dst_reg->type = ptr_reg->type;
12098         dst_reg->id = ptr_reg->id;
12099
12100         if (!check_reg_sane_offset(env, off_reg, ptr_reg->type) ||
12101             !check_reg_sane_offset(env, ptr_reg, ptr_reg->type))
12102                 return -EINVAL;
12103
12104         /* pointer types do not carry 32-bit bounds at the moment. */
12105         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12106
12107         if (sanitize_needed(opcode)) {
12108                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, off_reg, dst_reg,
12109                                        &info, false);
12110                 if (ret < 0)
12111                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
12112         }
12113
12114         switch (opcode) {
12115         case BPF_ADD:
12116                 /* We can take a fixed offset as long as it doesn't overflow
12117                  * the s32 'off' field
12118                  */
12119                 if (known && (ptr_reg->off + smin_val ==
12120                               (s64)(s32)(ptr_reg->off + smin_val))) {
12121                         /* pointer += K.  Accumulate it into fixed offset */
12122                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
12123                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
12124                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
12125                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
12126                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
12127                         dst_reg->off = ptr_reg->off + smin_val;
12128                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
12129                         break;
12130                 }
12131                 /* A new variable offset is created.  Note that off_reg->off
12132                  * == 0, since it's a scalar.
12133                  * dst_reg gets the pointer type and since some positive
12134                  * integer value was added to the pointer, give it a new 'id'
12135                  * if it's a PTR_TO_PACKET.
12136                  * this creates a new 'base' pointer, off_reg (variable) gets
12137                  * added into the variable offset, and we copy the fixed offset
12138                  * from ptr_reg.
12139                  */
12140                 if (signed_add_overflows(smin_ptr, smin_val) ||
12141                     signed_add_overflows(smax_ptr, smax_val)) {
12142                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12143                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12144                 } else {
12145                         dst_reg->smin_value = smin_ptr + smin_val;
12146                         dst_reg->smax_value = smax_ptr + smax_val;
12147                 }
12148                 if (umin_ptr + umin_val < umin_ptr ||
12149                     umax_ptr + umax_val < umax_ptr) {
12150                         dst_reg->umin_value = 0;
12151                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12152                 } else {
12153                         dst_reg->umin_value = umin_ptr + umin_val;
12154                         dst_reg->umax_value = umax_ptr + umax_val;
12155                 }
12156                 dst_reg->var_off = tnum_add(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
12157                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
12158                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
12159                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
12160                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
12161                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
12162                         memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
12163                 }
12164                 break;
12165         case BPF_SUB:
12166                 if (dst_reg == off_reg) {
12167                         /* scalar -= pointer.  Creates an unknown scalar */
12168                         verbose(env, "R%d tried to subtract pointer from scalar\n",
12169                                 dst);
12170                         return -EACCES;
12171                 }
12172                 /* We don't allow subtraction from FP, because (according to
12173                  * test_verifier.c test "invalid fp arithmetic", JITs might not
12174                  * be able to deal with it.
12175                  */
12176                 if (ptr_reg->type == PTR_TO_STACK) {
12177                         verbose(env, "R%d subtraction from stack pointer prohibited\n",
12178                                 dst);
12179                         return -EACCES;
12180                 }
12181                 if (known && (ptr_reg->off - smin_val ==
12182                               (s64)(s32)(ptr_reg->off - smin_val))) {
12183                         /* pointer -= K.  Subtract it from fixed offset */
12184                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
12185                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
12186                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
12187                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
12188                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
12189                         dst_reg->id = ptr_reg->id;
12190                         dst_reg->off = ptr_reg->off - smin_val;
12191                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
12192                         break;
12193                 }
12194                 /* A new variable offset is created.  If the subtrahend is known
12195                  * nonnegative, then any reg->range we had before is still good.
12196                  */
12197                 if (signed_sub_overflows(smin_ptr, smax_val) ||
12198                     signed_sub_overflows(smax_ptr, smin_val)) {
12199                         /* Overflow possible, we know nothing */
12200                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12201                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12202                 } else {
12203                         dst_reg->smin_value = smin_ptr - smax_val;
12204                         dst_reg->smax_value = smax_ptr - smin_val;
12205                 }
12206                 if (umin_ptr < umax_val) {
12207                         /* Overflow possible, we know nothing */
12208                         dst_reg->umin_value = 0;
12209                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12210                 } else {
12211                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
12212                         dst_reg->umin_value = umin_ptr - umax_val;
12213                         dst_reg->umax_value = umax_ptr - umin_val;
12214                 }
12215                 dst_reg->var_off = tnum_sub(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
12216                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
12217                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
12218                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
12219                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
12220                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
12221                         if (smin_val < 0)
12222                                 memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
12223                 }
12224                 break;
12225         case BPF_AND:
12226         case BPF_OR:
12227         case BPF_XOR:
12228                 /* bitwise ops on pointers are troublesome, prohibit. */
12229                 verbose(env, "R%d bitwise operator %s on pointer prohibited\n",
12230                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
12231                 return -EACCES;
12232         default:
12233                 /* other operators (e.g. MUL,LSH) produce non-pointer results */
12234                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic with %s operator prohibited\n",
12235                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
12236                 return -EACCES;
12237         }
12238
12239         if (!check_reg_sane_offset(env, dst_reg, ptr_reg->type))
12240                 return -EINVAL;
12241         reg_bounds_sync(dst_reg);
12242         if (sanitize_check_bounds(env, insn, dst_reg) < 0)
12243                 return -EACCES;
12244         if (sanitize_needed(opcode)) {
12245                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, dst_reg, off_reg, dst_reg,
12246                                        &info, true);
12247                 if (ret < 0)
12248                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
12249         }
12250
12251         return 0;
12252 }
12253
12254 static void scalar32_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12255                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12256 {
12257         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12258         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
12259         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12260         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12261
12262         if (signed_add32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smin_val) ||
12263             signed_add32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smax_val)) {
12264                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12265                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12266         } else {
12267                 dst_reg->s32_min_value += smin_val;
12268                 dst_reg->s32_max_value += smax_val;
12269         }
12270         if (dst_reg->u32_min_value + umin_val < umin_val ||
12271             dst_reg->u32_max_value + umax_val < umax_val) {
12272                 dst_reg->u32_min_value = 0;
12273                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12274         } else {
12275                 dst_reg->u32_min_value += umin_val;
12276                 dst_reg->u32_max_value += umax_val;
12277         }
12278 }
12279
12280 static void scalar_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12281                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12282 {
12283         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12284         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
12285         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12286         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12287
12288         if (signed_add_overflows(dst_reg->smin_value, smin_val) ||
12289             signed_add_overflows(dst_reg->smax_value, smax_val)) {
12290                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12291                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12292         } else {
12293                 dst_reg->smin_value += smin_val;
12294                 dst_reg->smax_value += smax_val;
12295         }
12296         if (dst_reg->umin_value + umin_val < umin_val ||
12297             dst_reg->umax_value + umax_val < umax_val) {
12298                 dst_reg->umin_value = 0;
12299                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12300         } else {
12301                 dst_reg->umin_value += umin_val;
12302                 dst_reg->umax_value += umax_val;
12303         }
12304 }
12305
12306 static void scalar32_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12307                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12308 {
12309         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12310         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
12311         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12312         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12313
12314         if (signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smax_val) ||
12315             signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smin_val)) {
12316                 /* Overflow possible, we know nothing */
12317                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12318                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12319         } else {
12320                 dst_reg->s32_min_value -= smax_val;
12321                 dst_reg->s32_max_value -= smin_val;
12322         }
12323         if (dst_reg->u32_min_value < umax_val) {
12324                 /* Overflow possible, we know nothing */
12325                 dst_reg->u32_min_value = 0;
12326                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12327         } else {
12328                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
12329                 dst_reg->u32_min_value -= umax_val;
12330                 dst_reg->u32_max_value -= umin_val;
12331         }
12332 }
12333
12334 static void scalar_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12335                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12336 {
12337         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12338         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
12339         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12340         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12341
12342         if (signed_sub_overflows(dst_reg->smin_value, smax_val) ||
12343             signed_sub_overflows(dst_reg->smax_value, smin_val)) {
12344                 /* Overflow possible, we know nothing */
12345                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12346                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12347         } else {
12348                 dst_reg->smin_value -= smax_val;
12349                 dst_reg->smax_value -= smin_val;
12350         }
12351         if (dst_reg->umin_value < umax_val) {
12352                 /* Overflow possible, we know nothing */
12353                 dst_reg->umin_value = 0;
12354                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12355         } else {
12356                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
12357                 dst_reg->umin_value -= umax_val;
12358                 dst_reg->umax_value -= umin_val;
12359         }
12360 }
12361
12362 static void scalar32_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12363                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12364 {
12365         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12366         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12367         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12368
12369         if (smin_val < 0 || dst_reg->s32_min_value < 0) {
12370                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
12371                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12372                 return;
12373         }
12374         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
12375          * copy the result to signed (unless it exceeds S32_MAX).
12376          */
12377         if (umax_val > U16_MAX || dst_reg->u32_max_value > U16_MAX) {
12378                 /* Potential overflow, we know nothing */
12379                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12380                 return;
12381         }
12382         dst_reg->u32_min_value *= umin_val;
12383         dst_reg->u32_max_value *= umax_val;
12384         if (dst_reg->u32_max_value > S32_MAX) {
12385                 /* Overflow possible, we know nothing */
12386                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12387                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12388         } else {
12389                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12390                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12391         }
12392 }
12393
12394 static void scalar_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12395                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12396 {
12397         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12398         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12399         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12400
12401         if (smin_val < 0 || dst_reg->smin_value < 0) {
12402                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
12403                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12404                 return;
12405         }
12406         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
12407          * copy the result to signed (unless it exceeds S64_MAX).
12408          */
12409         if (umax_val > U32_MAX || dst_reg->umax_value > U32_MAX) {
12410                 /* Potential overflow, we know nothing */
12411                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12412                 return;
12413         }
12414         dst_reg->umin_value *= umin_val;
12415         dst_reg->umax_value *= umax_val;
12416         if (dst_reg->umax_value > S64_MAX) {
12417                 /* Overflow possible, we know nothing */
12418                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12419                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12420         } else {
12421                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12422                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12423         }
12424 }
12425
12426 static void scalar32_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12427                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12428 {
12429         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
12430         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
12431         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12432         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12433         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12434
12435         if (src_known && dst_known) {
12436                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
12437                 return;
12438         }
12439
12440         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
12441          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
12442          */
12443         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
12444         dst_reg->u32_max_value = min(dst_reg->u32_max_value, umax_val);
12445         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
12446                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
12447                  * ain't nobody got time for that.
12448                  */
12449                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12450                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12451         } else {
12452                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
12453                  * cast result into s64.
12454                  */
12455                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12456                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12457         }
12458 }
12459
12460 static void scalar_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12461                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12462 {
12463         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
12464         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
12465         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12466         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12467
12468         if (src_known && dst_known) {
12469                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
12470                 return;
12471         }
12472
12473         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
12474          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
12475          */
12476         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
12477         dst_reg->umax_value = min(dst_reg->umax_value, umax_val);
12478         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
12479                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
12480                  * ain't nobody got time for that.
12481                  */
12482                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12483                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12484         } else {
12485                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
12486                  * cast result into s64.
12487                  */
12488                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12489                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12490         }
12491         /* We may learn something more from the var_off */
12492         __update_reg_bounds(dst_reg);
12493 }
12494
12495 static void scalar32_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12496                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
12497 {
12498         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
12499         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
12500         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12501         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12502         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12503
12504         if (src_known && dst_known) {
12505                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
12506                 return;
12507         }
12508
12509         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
12510          * maximum of the operands' minima
12511          */
12512         dst_reg->u32_min_value = max(dst_reg->u32_min_value, umin_val);
12513         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
12514         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
12515                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
12516                  * ain't nobody got time for that.
12517                  */
12518                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12519                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12520         } else {
12521                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
12522                  * cast result into s64.
12523                  */
12524                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12525                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12526         }
12527 }
12528
12529 static void scalar_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12530                               struct bpf_reg_state *src_reg)
12531 {
12532         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
12533         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
12534         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12535         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12536
12537         if (src_known && dst_known) {
12538                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
12539                 return;
12540         }
12541
12542         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
12543          * maximum of the operands' minima
12544          */
12545         dst_reg->umin_value = max(dst_reg->umin_value, umin_val);
12546         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
12547         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
12548                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
12549                  * ain't nobody got time for that.
12550                  */
12551                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12552                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12553         } else {
12554                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
12555                  * cast result into s64.
12556                  */
12557                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12558                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12559         }
12560         /* We may learn something more from the var_off */
12561         __update_reg_bounds(dst_reg);
12562 }
12563
12564 static void scalar32_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12565                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12566 {
12567         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
12568         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
12569         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12570         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12571
12572         if (src_known && dst_known) {
12573                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
12574                 return;
12575         }
12576
12577         /* We get both minimum and maximum from the var32_off. */
12578         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
12579         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
12580
12581         if (dst_reg->s32_min_value >= 0 && smin_val >= 0) {
12582                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
12583                  * so safe to cast u32 result into s32.
12584                  */
12585                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12586                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12587         } else {
12588                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12589                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12590         }
12591 }
12592
12593 static void scalar_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12594                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12595 {
12596         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
12597         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
12598         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12599
12600         if (src_known && dst_known) {
12601                 /* dst_reg->var_off.value has been updated earlier */
12602                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
12603                 return;
12604         }
12605
12606         /* We get both minimum and maximum from the var_off. */
12607         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
12608         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
12609
12610         if (dst_reg->smin_value >= 0 && smin_val >= 0) {
12611                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
12612                  * so safe to cast u64 result into s64.
12613                  */
12614                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12615                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12616         } else {
12617                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12618                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12619         }
12620
12621         __update_reg_bounds(dst_reg);
12622 }
12623
12624 static void __scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12625                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
12626 {
12627         /* We lose all sign bit information (except what we can pick
12628          * up from var_off)
12629          */
12630         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12631         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12632         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
12633         if (umax_val > 31 || dst_reg->u32_max_value > 1ULL << (31 - umax_val)) {
12634                 dst_reg->u32_min_value = 0;
12635                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12636         } else {
12637                 dst_reg->u32_min_value <<= umin_val;
12638                 dst_reg->u32_max_value <<= umax_val;
12639         }
12640 }
12641
12642 static void scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12643                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12644 {
12645         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12646         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12647         /* u32 alu operation will zext upper bits */
12648         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12649
12650         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
12651         dst_reg->var_off = tnum_subreg(tnum_lshift(subreg, umin_val));
12652         /* Not required but being careful mark reg64 bounds as unknown so
12653          * that we are forced to pick them up from tnum and zext later and
12654          * if some path skips this step we are still safe.
12655          */
12656         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12657         __update_reg32_bounds(dst_reg);
12658 }
12659
12660 static void __scalar64_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12661                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
12662 {
12663         /* Special case <<32 because it is a common compiler pattern to sign
12664          * extend subreg by doing <<32 s>>32. In this case if 32bit bounds are
12665          * positive we know this shift will also be positive so we can track
12666          * bounds correctly. Otherwise we lose all sign bit information except
12667          * what we can pick up from var_off. Perhaps we can generalize this
12668          * later to shifts of any length.
12669          */
12670         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_max_value >= 0)
12671                 dst_reg->smax_value = (s64)dst_reg->s32_max_value << 32;
12672         else
12673                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12674
12675         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_min_value >= 0)
12676                 dst_reg->smin_value = (s64)dst_reg->s32_min_value << 32;
12677         else
12678                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12679
12680         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
12681         if (dst_reg->umax_value > 1ULL << (63 - umax_val)) {
12682                 dst_reg->umin_value = 0;
12683                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12684         } else {
12685                 dst_reg->umin_value <<= umin_val;
12686                 dst_reg->umax_value <<= umax_val;
12687         }
12688 }
12689
12690 static void scalar_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12691                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12692 {
12693         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12694         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12695
12696         /* scalar64 calc uses 32bit unshifted bounds so must be called first */
12697         __scalar64_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
12698         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
12699
12700         dst_reg->var_off = tnum_lshift(dst_reg->var_off, umin_val);
12701         /* We may learn something more from the var_off */
12702         __update_reg_bounds(dst_reg);
12703 }
12704
12705 static void scalar32_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12706                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12707 {
12708         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12709         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12710         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12711
12712         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
12713          * be negative, then either:
12714          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
12715          *    unknown, so we lose our signed bounds
12716          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
12717          *    signed bounds
12718          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
12719          *    about the result
12720          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
12721          * unsigned bounds capture the signed bounds.
12722          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
12723          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
12724          * var_off of the result.
12725          */
12726         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12727         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12728
12729         dst_reg->var_off = tnum_rshift(subreg, umin_val);
12730         dst_reg->u32_min_value >>= umax_val;
12731         dst_reg->u32_max_value >>= umin_val;
12732
12733         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12734         __update_reg32_bounds(dst_reg);
12735 }
12736
12737 static void scalar_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12738                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12739 {
12740         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12741         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12742
12743         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
12744          * be negative, then either:
12745          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
12746          *    unknown, so we lose our signed bounds
12747          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
12748          *    signed bounds
12749          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
12750          *    about the result
12751          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
12752          * unsigned bounds capture the signed bounds.
12753          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
12754          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
12755          * var_off of the result.
12756          */
12757         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12758         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12759         dst_reg->var_off = tnum_rshift(dst_reg->var_off, umin_val);
12760         dst_reg->umin_value >>= umax_val;
12761         dst_reg->umax_value >>= umin_val;
12762
12763         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
12764          * on bits being shifted in. Take easy way out and mark unbounded
12765          * so we can recalculate later from tnum.
12766          */
12767         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12768         __update_reg_bounds(dst_reg);
12769 }
12770
12771 static void scalar32_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12772                                   struct bpf_reg_state *src_reg)
12773 {
12774         u64 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12775
12776         /* Upon reaching here, src_known is true and
12777          * umax_val is equal to umin_val.
12778          */
12779         dst_reg->s32_min_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_min_value) >> umin_val);
12780         dst_reg->s32_max_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_max_value) >> umin_val);
12781
12782         dst_reg->var_off = tnum_arshift(tnum_subreg(dst_reg->var_off), umin_val, 32);
12783
12784         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
12785          * dst_reg var_off to refine the result.
12786          */
12787         dst_reg->u32_min_value = 0;
12788         dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12789
12790         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12791         __update_reg32_bounds(dst_reg);
12792 }
12793
12794 static void scalar_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12795                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
12796 {
12797         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12798
12799         /* Upon reaching here, src_known is true and umax_val is equal
12800          * to umin_val.
12801          */
12802         dst_reg->smin_value >>= umin_val;
12803         dst_reg->smax_value >>= umin_val;
12804
12805         dst_reg->var_off = tnum_arshift(dst_reg->var_off, umin_val, 64);
12806
12807         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
12808          * dst_reg var_off to refine the result.
12809          */
12810         dst_reg->umin_value = 0;
12811         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12812
12813         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
12814          * on bits being shifted in from upper 32-bits. Take easy way out
12815          * and mark unbounded so we can recalculate later from tnum.
12816          */
12817         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12818         __update_reg_bounds(dst_reg);
12819 }
12820
12821 /* WARNING: This function does calculations on 64-bit values, but the actual
12822  * execution may occur on 32-bit values. Therefore, things like bitshifts
12823  * need extra checks in the 32-bit case.
12824  */
12825 static int adjust_scalar_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
12826                                       struct bpf_insn *insn,
12827                                       struct bpf_reg_state *dst_reg,
12828                                       struct bpf_reg_state src_reg)
12829 {
12830         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
12831         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12832         bool src_known;
12833         s64 smin_val, smax_val;
12834         u64 umin_val, umax_val;
12835         s32 s32_min_val, s32_max_val;
12836         u32 u32_min_val, u32_max_val;
12837         u64 insn_bitness = (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) ? 64 : 32;
12838         bool alu32 = (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64);
12839         int ret;
12840
12841         smin_val = src_reg.smin_value;
12842         smax_val = src_reg.smax_value;
12843         umin_val = src_reg.umin_value;
12844         umax_val = src_reg.umax_value;
12845
12846         s32_min_val = src_reg.s32_min_value;
12847         s32_max_val = src_reg.s32_max_value;
12848         u32_min_val = src_reg.u32_min_value;
12849         u32_max_val = src_reg.u32_max_value;
12850
12851         if (alu32) {
12852                 src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg.var_off);
12853                 if ((src_known &&
12854                      (s32_min_val != s32_max_val || u32_min_val != u32_max_val)) ||
12855                     s32_min_val > s32_max_val || u32_min_val > u32_max_val) {
12856                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
12857                          * derived from e.g. dead branches.
12858                          */
12859                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12860                         return 0;
12861                 }
12862         } else {
12863                 src_known = tnum_is_const(src_reg.var_off);
12864                 if ((src_known &&
12865                      (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
12866                     smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
12867                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
12868                          * derived from e.g. dead branches.
12869                          */
12870                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12871                         return 0;
12872                 }
12873         }
12874
12875         if (!src_known &&
12876             opcode != BPF_ADD && opcode != BPF_SUB && opcode != BPF_AND) {
12877                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12878                 return 0;
12879         }
12880
12881         if (sanitize_needed(opcode)) {
12882                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
12883                 if (ret < 0)
12884                         return sanitize_err(env, insn, ret, NULL, NULL);
12885         }
12886
12887         /* Calculate sign/unsigned bounds and tnum for alu32 and alu64 bit ops.
12888          * There are two classes of instructions: The first class we track both
12889          * alu32 and alu64 sign/unsigned bounds independently this provides the
12890          * greatest amount of precision when alu operations are mixed with jmp32
12891          * operations. These operations are BPF_ADD, BPF_SUB, BPF_MUL, BPF_ADD,
12892          * and BPF_OR. This is possible because these ops have fairly easy to
12893          * understand and calculate behavior in both 32-bit and 64-bit alu ops.
12894          * See alu32 verifier tests for examples. The second class of
12895          * operations, BPF_LSH, BPF_RSH, and BPF_ARSH, however are not so easy
12896          * with regards to tracking sign/unsigned bounds because the bits may
12897          * cross subreg boundaries in the alu64 case. When this happens we mark
12898          * the reg unbounded in the subreg bound space and use the resulting
12899          * tnum to calculate an approximation of the sign/unsigned bounds.
12900          */
12901         switch (opcode) {
12902         case BPF_ADD:
12903                 scalar32_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
12904                 scalar_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
12905                 dst_reg->var_off = tnum_add(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12906                 break;
12907         case BPF_SUB:
12908                 scalar32_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
12909                 scalar_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
12910                 dst_reg->var_off = tnum_sub(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12911                 break;
12912         case BPF_MUL:
12913                 dst_reg->var_off = tnum_mul(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12914                 scalar32_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
12915                 scalar_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
12916                 break;
12917         case BPF_AND:
12918                 dst_reg->var_off = tnum_and(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12919                 scalar32_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
12920                 scalar_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
12921                 break;
12922         case BPF_OR:
12923                 dst_reg->var_off = tnum_or(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12924                 scalar32_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
12925                 scalar_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
12926                 break;
12927         case BPF_XOR:
12928                 dst_reg->var_off = tnum_xor(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12929                 scalar32_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
12930                 scalar_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
12931                 break;
12932         case BPF_LSH:
12933                 if (umax_val >= insn_bitness) {
12934                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
12935                          * This includes shifts by a negative number.
12936                          */
12937                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12938                         break;
12939                 }
12940                 if (alu32)
12941                         scalar32_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
12942                 else
12943                         scalar_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
12944                 break;
12945         case BPF_RSH:
12946                 if (umax_val >= insn_bitness) {
12947                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
12948                          * This includes shifts by a negative number.
12949                          */
12950                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12951                         break;
12952                 }
12953                 if (alu32)
12954                         scalar32_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
12955                 else
12956                         scalar_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
12957                 break;
12958         case BPF_ARSH:
12959                 if (umax_val >= insn_bitness) {
12960                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
12961                          * This includes shifts by a negative number.
12962                          */
12963                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12964                         break;
12965                 }
12966                 if (alu32)
12967                         scalar32_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
12968                 else
12969                         scalar_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
12970                 break;
12971         default:
12972                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12973                 break;
12974         }
12975
12976         /* ALU32 ops are zero extended into 64bit register */
12977         if (alu32)
12978                 zext_32_to_64(dst_reg);
12979         reg_bounds_sync(dst_reg);
12980         return 0;
12981 }
12982
12983 /* Handles ALU ops other than BPF_END, BPF_NEG and BPF_MOV: computes new min/max
12984  * and var_off.
12985  */
12986 static int adjust_reg_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
12987                                    struct bpf_insn *insn)
12988 {
12989         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
12990         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
12991         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg, *src_reg;
12992         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, off_reg = {0};
12993         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12994         int err;
12995
12996         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
12997         src_reg = NULL;
12998         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE)
12999                 ptr_reg = dst_reg;
13000         else
13001                 /* Make sure ID is cleared otherwise dst_reg min/max could be
13002                  * incorrectly propagated into other registers by find_equal_scalars()
13003                  */
13004                 dst_reg->id = 0;
13005         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13006                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
13007                 if (src_reg->type != SCALAR_VALUE) {
13008                         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE) {
13009                                 /* Combining two pointers by any ALU op yields
13010                                  * an arbitrary scalar. Disallow all math except
13011                                  * pointer subtraction
13012                                  */
13013                                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
13014                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13015                                         return 0;
13016                                 }
13017                                 verbose(env, "R%d pointer %s pointer prohibited\n",
13018                                         insn->dst_reg,
13019                                         bpf_alu_string[opcode >> 4]);
13020                                 return -EACCES;
13021                         } else {
13022                                 /* scalar += pointer
13023                                  * This is legal, but we have to reverse our
13024                                  * src/dest handling in computing the range
13025                                  */
13026                                 err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
13027                                 if (err)
13028                                         return err;
13029                                 return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
13030                                                                src_reg, dst_reg);
13031                         }
13032                 } else if (ptr_reg) {
13033                         /* pointer += scalar */
13034                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
13035                         if (err)
13036                                 return err;
13037                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
13038                                                        dst_reg, src_reg);
13039                 } else if (dst_reg->precise) {
13040                         /* if dst_reg is precise, src_reg should be precise as well */
13041                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
13042                         if (err)
13043                                 return err;
13044                 }
13045         } else {
13046                 /* Pretend the src is a reg with a known value, since we only
13047                  * need to be able to read from this state.
13048                  */
13049                 off_reg.type = SCALAR_VALUE;
13050                 __mark_reg_known(&off_reg, insn->imm);
13051                 src_reg = &off_reg;
13052                 if (ptr_reg) /* pointer += K */
13053                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
13054                                                        ptr_reg, src_reg);
13055         }
13056
13057         /* Got here implies adding two SCALAR_VALUEs */
13058         if (WARN_ON_ONCE(ptr_reg)) {
13059                 print_verifier_state(env, state, true);
13060                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected ptr_reg\n");
13061                 return -EINVAL;
13062         }
13063         if (WARN_ON(!src_reg)) {
13064                 print_verifier_state(env, state, true);
13065                 verbose(env, "verifier internal error: no src_reg\n");
13066                 return -EINVAL;
13067         }
13068         return adjust_scalar_min_max_vals(env, insn, dst_reg, *src_reg);
13069 }
13070
13071 /* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
13072 static int check_alu_op(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
13073 {
13074         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
13075         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
13076         int err;
13077
13078         if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
13079                 if (opcode == BPF_NEG) {
13080                         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
13081                             insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
13082                             insn->off != 0 || insn->imm != 0) {
13083                                 verbose(env, "BPF_NEG uses reserved fields\n");
13084                                 return -EINVAL;
13085                         }
13086                 } else {
13087                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
13088                             (insn->imm != 16 && insn->imm != 32 && insn->imm != 64) ||
13089                             (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 &&
13090                              BPF_SRC(insn->code) != BPF_TO_LE)) {
13091                                 verbose(env, "BPF_END uses reserved fields\n");
13092                                 return -EINVAL;
13093                         }
13094                 }
13095
13096                 /* check src operand */
13097                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
13098                 if (err)
13099                         return err;
13100
13101                 if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
13102                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic prohibited\n",
13103                                 insn->dst_reg);
13104                         return -EACCES;
13105                 }
13106
13107                 /* check dest operand */
13108                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
13109                 if (err)
13110                         return err;
13111
13112         } else if (opcode == BPF_MOV) {
13113
13114                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13115                         if (insn->imm != 0) {
13116                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
13117                                 return -EINVAL;
13118                         }
13119
13120                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU) {
13121                                 if (insn->off != 0 && insn->off != 8 && insn->off != 16) {
13122                                         verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
13123                                         return -EINVAL;
13124                                 }
13125                         } else {
13126                                 if (insn->off != 0 && insn->off != 8 && insn->off != 16 &&
13127                                     insn->off != 32) {
13128                                         verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
13129                                         return -EINVAL;
13130                                 }
13131                         }
13132
13133                         /* check src operand */
13134                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
13135                         if (err)
13136                                 return err;
13137                 } else {
13138                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
13139                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
13140                                 return -EINVAL;
13141                         }
13142                 }
13143
13144                 /* check dest operand, mark as required later */
13145                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
13146                 if (err)
13147                         return err;
13148
13149                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13150                         struct bpf_reg_state *src_reg = regs + insn->src_reg;
13151                         struct bpf_reg_state *dst_reg = regs + insn->dst_reg;
13152                         bool need_id = src_reg->type == SCALAR_VALUE && !src_reg->id &&
13153                                        !tnum_is_const(src_reg->var_off);
13154
13155                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
13156                                 if (insn->off == 0) {
13157                                         /* case: R1 = R2
13158                                          * copy register state to dest reg
13159                                          */
13160                                         if (need_id)
13161                                                 /* Assign src and dst registers the same ID
13162                                                  * that will be used by find_equal_scalars()
13163                                                  * to propagate min/max range.
13164                                                  */
13165                                                 src_reg->id = ++env->id_gen;
13166                                         copy_register_state(dst_reg, src_reg);
13167                                         dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
13168                                         dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
13169                                 } else {
13170                                         /* case: R1 = (s8, s16 s32)R2 */
13171                                         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
13172                                                 verbose(env,
13173                                                         "R%d sign-extension part of pointer\n",
13174                                                         insn->src_reg);
13175                                                 return -EACCES;
13176                                         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
13177                                                 bool no_sext;
13178
13179                                                 no_sext = src_reg->umax_value < (1ULL << (insn->off - 1));
13180                                                 if (no_sext && need_id)
13181                                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
13182                                                 copy_register_state(dst_reg, src_reg);
13183                                                 if (!no_sext)
13184                                                         dst_reg->id = 0;
13185                                                 coerce_reg_to_size_sx(dst_reg, insn->off >> 3);
13186                                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
13187                                                 dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
13188                                         } else {
13189                                                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13190                                         }
13191                                 }
13192                         } else {
13193                                 /* R1 = (u32) R2 */
13194                                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
13195                                         verbose(env,
13196                                                 "R%d partial copy of pointer\n",
13197                                                 insn->src_reg);
13198                                         return -EACCES;
13199                                 } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
13200                                         if (insn->off == 0) {
13201                                                 bool is_src_reg_u32 = src_reg->umax_value <= U32_MAX;
13202
13203                                                 if (is_src_reg_u32 && need_id)
13204                                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
13205                                                 copy_register_state(dst_reg, src_reg);
13206                                                 /* Make sure ID is cleared if src_reg is not in u32
13207                                                  * range otherwise dst_reg min/max could be incorrectly
13208                                                  * propagated into src_reg by find_equal_scalars()
13209                                                  */
13210                                                 if (!is_src_reg_u32)
13211                                                         dst_reg->id = 0;
13212                                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
13213                                                 dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
13214                                         } else {
13215                                                 /* case: W1 = (s8, s16)W2 */
13216                                                 bool no_sext = src_reg->umax_value < (1ULL << (insn->off - 1));
13217
13218                                                 if (no_sext && need_id)
13219                                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
13220                                                 copy_register_state(dst_reg, src_reg);
13221                                                 if (!no_sext)
13222                                                         dst_reg->id = 0;
13223                                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
13224                                                 dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
13225                                                 coerce_subreg_to_size_sx(dst_reg, insn->off >> 3);
13226                                         }
13227                                 } else {
13228                                         mark_reg_unknown(env, regs,
13229                                                          insn->dst_reg);
13230                                 }
13231                                 zext_32_to_64(dst_reg);
13232                                 reg_bounds_sync(dst_reg);
13233                         }
13234                 } else {
13235                         /* case: R = imm
13236                          * remember the value we stored into this reg
13237                          */
13238                         /* clear any state __mark_reg_known doesn't set */
13239                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13240                         regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
13241                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
13242                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
13243                                                  insn->imm);
13244                         } else {
13245                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
13246                                                  (u32)insn->imm);
13247                         }
13248                 }
13249
13250         } else if (opcode > BPF_END) {
13251                 verbose(env, "invalid BPF_ALU opcode %x\n", opcode);
13252                 return -EINVAL;
13253
13254         } else {        /* all other ALU ops: and, sub, xor, add, ... */
13255
13256                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13257                         if (insn->imm != 0 || insn->off > 1 ||
13258                             (insn->off == 1 && opcode != BPF_MOD && opcode != BPF_DIV)) {
13259                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
13260                                 return -EINVAL;
13261                         }
13262                         /* check src1 operand */
13263                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
13264                         if (err)
13265                                 return err;
13266                 } else {
13267                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off > 1 ||
13268                             (insn->off == 1 && opcode != BPF_MOD && opcode != BPF_DIV)) {
13269                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
13270                                 return -EINVAL;
13271                         }
13272                 }
13273
13274                 /* check src2 operand */
13275                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
13276                 if (err)
13277                         return err;
13278
13279                 if ((opcode == BPF_MOD || opcode == BPF_DIV) &&
13280                     BPF_SRC(insn->code) == BPF_K && insn->imm == 0) {
13281                         verbose(env, "div by zero\n");
13282                         return -EINVAL;
13283                 }
13284
13285                 if ((opcode == BPF_LSH || opcode == BPF_RSH ||
13286                      opcode == BPF_ARSH) && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
13287                         int size = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ? 64 : 32;
13288
13289                         if (insn->imm < 0 || insn->imm >= size) {
13290                                 verbose(env, "invalid shift %d\n", insn->imm);
13291                                 return -EINVAL;
13292                         }
13293                 }
13294
13295                 /* check dest operand */
13296                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
13297                 if (err)
13298                         return err;
13299
13300                 return adjust_reg_min_max_vals(env, insn);
13301         }
13302
13303         return 0;
13304 }
13305
13306 static void find_good_pkt_pointers(struct bpf_verifier_state *vstate,
13307                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
13308                                    enum bpf_reg_type type,
13309                                    bool range_right_open)
13310 {
13311         struct bpf_func_state *state;
13312         struct bpf_reg_state *reg;
13313         int new_range;
13314
13315         if (dst_reg->off < 0 ||
13316             (dst_reg->off == 0 && range_right_open))
13317                 /* This doesn't give us any range */
13318                 return;
13319
13320         if (dst_reg->umax_value > MAX_PACKET_OFF ||
13321             dst_reg->umax_value + dst_reg->off > MAX_PACKET_OFF)
13322                 /* Risk of overflow.  For instance, ptr + (1<<63) may be less
13323                  * than pkt_end, but that's because it's also less than pkt.
13324                  */
13325                 return;
13326
13327         new_range = dst_reg->off;
13328         if (range_right_open)
13329                 new_range++;
13330
13331         /* Examples for register markings:
13332          *
13333          * pkt_data in dst register:
13334          *
13335          *   r2 = r3;
13336          *   r2 += 8;
13337          *   if (r2 > pkt_end) goto <handle exception>
13338          *   <access okay>
13339          *
13340          *   r2 = r3;
13341          *   r2 += 8;
13342          *   if (r2 < pkt_end) goto <access okay>
13343          *   <handle exception>
13344          *
13345          *   Where:
13346          *     r2 == dst_reg, pkt_end == src_reg
13347          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
13348          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
13349          *
13350          * pkt_data in src register:
13351          *
13352          *   r2 = r3;
13353          *   r2 += 8;
13354          *   if (pkt_end >= r2) goto <access okay>
13355          *   <handle exception>
13356          *
13357          *   r2 = r3;
13358          *   r2 += 8;
13359          *   if (pkt_end <= r2) goto <handle exception>
13360          *   <access okay>
13361          *
13362          *   Where:
13363          *     pkt_end == dst_reg, r2 == src_reg
13364          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
13365          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
13366          *
13367          * Find register r3 and mark its range as r3=pkt(id=n,off=0,r=8)
13368          * or r3=pkt(id=n,off=0,r=8-1), so that range of bytes [r3, r3 + 8)
13369          * and [r3, r3 + 8-1) respectively is safe to access depending on
13370          * the check.
13371          */
13372
13373         /* If our ids match, then we must have the same max_value.  And we
13374          * don't care about the other reg's fixed offset, since if it's too big
13375          * the range won't allow anything.
13376          * dst_reg->off is known < MAX_PACKET_OFF, therefore it fits in a u16.
13377          */
13378         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
13379                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
13380                         /* keep the maximum range already checked */
13381                         reg->range = max(reg->range, new_range);
13382         }));
13383 }
13384
13385 static int is_branch32_taken(struct bpf_reg_state *reg, u32 val, u8 opcode)
13386 {
13387         struct tnum subreg = tnum_subreg(reg->var_off);
13388         s32 sval = (s32)val;
13389
13390         switch (opcode) {
13391         case BPF_JEQ:
13392                 if (tnum_is_const(subreg))
13393                         return !!tnum_equals_const(subreg, val);
13394                 else if (val < reg->u32_min_value || val > reg->u32_max_value)
13395                         return 0;
13396                 break;
13397         case BPF_JNE:
13398                 if (tnum_is_const(subreg))
13399                         return !tnum_equals_const(subreg, val);
13400                 else if (val < reg->u32_min_value || val > reg->u32_max_value)
13401                         return 1;
13402                 break;
13403         case BPF_JSET:
13404                 if ((~subreg.mask & subreg.value) & val)
13405                         return 1;
13406                 if (!((subreg.mask | subreg.value) & val))
13407                         return 0;
13408                 break;
13409         case BPF_JGT:
13410                 if (reg->u32_min_value > val)
13411                         return 1;
13412                 else if (reg->u32_max_value <= val)
13413                         return 0;
13414                 break;
13415         case BPF_JSGT:
13416                 if (reg->s32_min_value > sval)
13417                         return 1;
13418                 else if (reg->s32_max_value <= sval)
13419                         return 0;
13420                 break;
13421         case BPF_JLT:
13422                 if (reg->u32_max_value < val)
13423                         return 1;
13424                 else if (reg->u32_min_value >= val)
13425                         return 0;
13426                 break;
13427         case BPF_JSLT:
13428                 if (reg->s32_max_value < sval)
13429                         return 1;
13430                 else if (reg->s32_min_value >= sval)
13431                         return 0;
13432                 break;
13433         case BPF_JGE:
13434                 if (reg->u32_min_value >= val)
13435                         return 1;
13436                 else if (reg->u32_max_value < val)
13437                         return 0;
13438                 break;
13439         case BPF_JSGE:
13440                 if (reg->s32_min_value >= sval)
13441                         return 1;
13442                 else if (reg->s32_max_value < sval)
13443                         return 0;
13444                 break;
13445         case BPF_JLE:
13446                 if (reg->u32_max_value <= val)
13447                         return 1;
13448                 else if (reg->u32_min_value > val)
13449                         return 0;
13450                 break;
13451         case BPF_JSLE:
13452                 if (reg->s32_max_value <= sval)
13453                         return 1;
13454                 else if (reg->s32_min_value > sval)
13455                         return 0;
13456                 break;
13457         }
13458
13459         return -1;
13460 }
13461
13462
13463 static int is_branch64_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode)
13464 {
13465         s64 sval = (s64)val;
13466
13467         switch (opcode) {
13468         case BPF_JEQ:
13469                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
13470                         return !!tnum_equals_const(reg->var_off, val);
13471                 else if (val < reg->umin_value || val > reg->umax_value)
13472                         return 0;
13473                 break;
13474         case BPF_JNE:
13475                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
13476                         return !tnum_equals_const(reg->var_off, val);
13477                 else if (val < reg->umin_value || val > reg->umax_value)
13478                         return 1;
13479                 break;
13480         case BPF_JSET:
13481                 if ((~reg->var_off.mask & reg->var_off.value) & val)
13482                         return 1;
13483                 if (!((reg->var_off.mask | reg->var_off.value) & val))
13484                         return 0;
13485                 break;
13486         case BPF_JGT:
13487                 if (reg->umin_value > val)
13488                         return 1;
13489                 else if (reg->umax_value <= val)
13490                         return 0;
13491                 break;
13492         case BPF_JSGT:
13493                 if (reg->smin_value > sval)
13494                         return 1;
13495                 else if (reg->smax_value <= sval)
13496                         return 0;
13497                 break;
13498         case BPF_JLT:
13499                 if (reg->umax_value < val)
13500                         return 1;
13501                 else if (reg->umin_value >= val)
13502                         return 0;
13503                 break;
13504         case BPF_JSLT:
13505                 if (reg->smax_value < sval)
13506                         return 1;
13507                 else if (reg->smin_value >= sval)
13508                         return 0;
13509                 break;
13510         case BPF_JGE:
13511                 if (reg->umin_value >= val)
13512                         return 1;
13513                 else if (reg->umax_value < val)
13514                         return 0;
13515                 break;
13516         case BPF_JSGE:
13517                 if (reg->smin_value >= sval)
13518                         return 1;
13519                 else if (reg->smax_value < sval)
13520                         return 0;
13521                 break;
13522         case BPF_JLE:
13523                 if (reg->umax_value <= val)
13524                         return 1;
13525                 else if (reg->umin_value > val)
13526                         return 0;
13527                 break;
13528         case BPF_JSLE:
13529                 if (reg->smax_value <= sval)
13530                         return 1;
13531                 else if (reg->smin_value > sval)
13532                         return 0;
13533                 break;
13534         }
13535
13536         return -1;
13537 }
13538
13539 /* compute branch direction of the expression "if (reg opcode val) goto target;"
13540  * and return:
13541  *  1 - branch will be taken and "goto target" will be executed
13542  *  0 - branch will not be taken and fall-through to next insn
13543  * -1 - unknown. Example: "if (reg < 5)" is unknown when register value
13544  *      range [0,10]
13545  */
13546 static int is_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode,
13547                            bool is_jmp32)
13548 {
13549         if (__is_pointer_value(false, reg)) {
13550                 if (!reg_not_null(reg))
13551                         return -1;
13552
13553                 /* If pointer is valid tests against zero will fail so we can
13554                  * use this to direct branch taken.
13555                  */
13556                 if (val != 0)
13557                         return -1;
13558
13559                 switch (opcode) {
13560                 case BPF_JEQ:
13561                         return 0;
13562                 case BPF_JNE:
13563                         return 1;
13564                 default:
13565                         return -1;
13566                 }
13567         }
13568
13569         if (is_jmp32)
13570                 return is_branch32_taken(reg, val, opcode);
13571         return is_branch64_taken(reg, val, opcode);
13572 }
13573
13574 static int flip_opcode(u32 opcode)
13575 {
13576         /* How can we transform "a <op> b" into "b <op> a"? */
13577         static const u8 opcode_flip[16] = {
13578                 /* these stay the same */
13579                 [BPF_JEQ  >> 4] = BPF_JEQ,
13580                 [BPF_JNE  >> 4] = BPF_JNE,
13581                 [BPF_JSET >> 4] = BPF_JSET,
13582                 /* these swap "lesser" and "greater" (L and G in the opcodes) */
13583                 [BPF_JGE  >> 4] = BPF_JLE,
13584                 [BPF_JGT  >> 4] = BPF_JLT,
13585                 [BPF_JLE  >> 4] = BPF_JGE,
13586                 [BPF_JLT  >> 4] = BPF_JGT,
13587                 [BPF_JSGE >> 4] = BPF_JSLE,
13588                 [BPF_JSGT >> 4] = BPF_JSLT,
13589                 [BPF_JSLE >> 4] = BPF_JSGE,
13590                 [BPF_JSLT >> 4] = BPF_JSGT
13591         };
13592         return opcode_flip[opcode >> 4];
13593 }
13594
13595 static int is_pkt_ptr_branch_taken(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13596                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
13597                                    u8 opcode)
13598 {
13599         struct bpf_reg_state *pkt;
13600
13601         if (src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
13602                 pkt = dst_reg;
13603         } else if (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
13604                 pkt = src_reg;
13605                 opcode = flip_opcode(opcode);
13606         } else {
13607                 return -1;
13608         }
13609
13610         if (pkt->range >= 0)
13611                 return -1;
13612
13613         switch (opcode) {
13614         case BPF_JLE:
13615                 /* pkt <= pkt_end */
13616                 fallthrough;
13617         case BPF_JGT:
13618                 /* pkt > pkt_end */
13619                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END)
13620                         /* pkt has at last one extra byte beyond pkt_end */
13621                         return opcode == BPF_JGT;
13622                 break;
13623         case BPF_JLT:
13624                 /* pkt < pkt_end */
13625                 fallthrough;
13626         case BPF_JGE:
13627                 /* pkt >= pkt_end */
13628                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END || pkt->range == AT_PKT_END)
13629                         return opcode == BPF_JGE;
13630                 break;
13631         }
13632         return -1;
13633 }
13634
13635 /* Adjusts the register min/max values in the case that the dst_reg is the
13636  * variable register that we are working on, and src_reg is a constant or we're
13637  * simply doing a BPF_K check.
13638  * In JEQ/JNE cases we also adjust the var_off values.
13639  */
13640 static void reg_set_min_max(struct bpf_reg_state *true_reg,
13641                             struct bpf_reg_state *false_reg,
13642                             u64 val, u32 val32,
13643                             u8 opcode, bool is_jmp32)
13644 {
13645         struct tnum false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
13646         struct tnum false_64off = false_reg->var_off;
13647         struct tnum true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
13648         struct tnum true_64off = true_reg->var_off;
13649         s64 sval = (s64)val;
13650         s32 sval32 = (s32)val32;
13651
13652         /* If the dst_reg is a pointer, we can't learn anything about its
13653          * variable offset from the compare (unless src_reg were a pointer into
13654          * the same object, but we don't bother with that.
13655          * Since false_reg and true_reg have the same type by construction, we
13656          * only need to check one of them for pointerness.
13657          */
13658         if (__is_pointer_value(false, false_reg))
13659                 return;
13660
13661         switch (opcode) {
13662         /* JEQ/JNE comparison doesn't change the register equivalence.
13663          *
13664          * r1 = r2;
13665          * if (r1 == 42) goto label;
13666          * ...
13667          * label: // here both r1 and r2 are known to be 42.
13668          *
13669          * Hence when marking register as known preserve it's ID.
13670          */
13671         case BPF_JEQ:
13672                 if (is_jmp32) {
13673                         __mark_reg32_known(true_reg, val32);
13674                         true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
13675                 } else {
13676                         ___mark_reg_known(true_reg, val);
13677                         true_64off = true_reg->var_off;
13678                 }
13679                 break;
13680         case BPF_JNE:
13681                 if (is_jmp32) {
13682                         __mark_reg32_known(false_reg, val32);
13683                         false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
13684                 } else {
13685                         ___mark_reg_known(false_reg, val);
13686                         false_64off = false_reg->var_off;
13687                 }
13688                 break;
13689         case BPF_JSET:
13690                 if (is_jmp32) {
13691                         false_32off = tnum_and(false_32off, tnum_const(~val32));
13692                         if (is_power_of_2(val32))
13693                                 true_32off = tnum_or(true_32off,
13694                                                      tnum_const(val32));
13695                 } else {
13696                         false_64off = tnum_and(false_64off, tnum_const(~val));
13697                         if (is_power_of_2(val))
13698                                 true_64off = tnum_or(true_64off,
13699                                                      tnum_const(val));
13700                 }
13701                 break;
13702         case BPF_JGE:
13703         case BPF_JGT:
13704         {
13705                 if (is_jmp32) {
13706                         u32 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val32  : val32 - 1;
13707                         u32 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val32 + 1 : val32;
13708
13709                         false_reg->u32_max_value = min(false_reg->u32_max_value,
13710                                                        false_umax);
13711                         true_reg->u32_min_value = max(true_reg->u32_min_value,
13712                                                       true_umin);
13713                 } else {
13714                         u64 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val    : val - 1;
13715                         u64 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val + 1 : val;
13716
13717                         false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, false_umax);
13718                         true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, true_umin);
13719                 }
13720                 break;
13721         }
13722         case BPF_JSGE:
13723         case BPF_JSGT:
13724         {
13725                 if (is_jmp32) {
13726                         s32 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval32    : sval32 - 1;
13727                         s32 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval32 + 1 : sval32;
13728
13729                         false_reg->s32_max_value = min(false_reg->s32_max_value, false_smax);
13730                         true_reg->s32_min_value = max(true_reg->s32_min_value, true_smin);
13731                 } else {
13732                         s64 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval    : sval - 1;
13733                         s64 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval + 1 : sval;
13734
13735                         false_reg->smax_value = min(false_reg->smax_value, false_smax);
13736                         true_reg->smin_value = max(true_reg->smin_value, true_smin);
13737                 }
13738                 break;
13739         }
13740         case BPF_JLE:
13741         case BPF_JLT:
13742         {
13743                 if (is_jmp32) {
13744                         u32 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val32  : val32 + 1;
13745                         u32 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val32 - 1 : val32;
13746
13747                         false_reg->u32_min_value = max(false_reg->u32_min_value,
13748                                                        false_umin);
13749                         true_reg->u32_max_value = min(true_reg->u32_max_value,
13750                                                       true_umax);
13751                 } else {
13752                         u64 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val    : val + 1;
13753                         u64 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val - 1 : val;
13754
13755                         false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, false_umin);
13756                         true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, true_umax);
13757                 }
13758                 break;
13759         }
13760         case BPF_JSLE:
13761         case BPF_JSLT:
13762         {
13763                 if (is_jmp32) {
13764                         s32 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval32    : sval32 + 1;
13765                         s32 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval32 - 1 : sval32;
13766
13767                         false_reg->s32_min_value = max(false_reg->s32_min_value, false_smin);
13768                         true_reg->s32_max_value = min(true_reg->s32_max_value, true_smax);
13769                 } else {
13770                         s64 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval    : sval + 1;
13771                         s64 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval - 1 : sval;
13772
13773                         false_reg->smin_value = max(false_reg->smin_value, false_smin);
13774                         true_reg->smax_value = min(true_reg->smax_value, true_smax);
13775                 }
13776                 break;
13777         }
13778         default:
13779                 return;
13780         }
13781
13782         if (is_jmp32) {
13783                 false_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(false_64off),
13784                                              tnum_subreg(false_32off));
13785                 true_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(true_64off),
13786                                             tnum_subreg(true_32off));
13787                 __reg_combine_32_into_64(false_reg);
13788                 __reg_combine_32_into_64(true_reg);
13789         } else {
13790                 false_reg->var_off = false_64off;
13791                 true_reg->var_off = true_64off;
13792                 __reg_combine_64_into_32(false_reg);
13793                 __reg_combine_64_into_32(true_reg);
13794         }
13795 }
13796
13797 /* Same as above, but for the case that dst_reg holds a constant and src_reg is
13798  * the variable reg.
13799  */
13800 static void reg_set_min_max_inv(struct bpf_reg_state *true_reg,
13801                                 struct bpf_reg_state *false_reg,
13802                                 u64 val, u32 val32,
13803                                 u8 opcode, bool is_jmp32)
13804 {
13805         opcode = flip_opcode(opcode);
13806         /* This uses zero as "not present in table"; luckily the zero opcode,
13807          * BPF_JA, can't get here.
13808          */
13809         if (opcode)
13810                 reg_set_min_max(true_reg, false_reg, val, val32, opcode, is_jmp32);
13811 }
13812
13813 /* Regs are known to be equal, so intersect their min/max/var_off */
13814 static void __reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *src_reg,
13815                                   struct bpf_reg_state *dst_reg)
13816 {
13817         src_reg->umin_value = dst_reg->umin_value = max(src_reg->umin_value,
13818                                                         dst_reg->umin_value);
13819         src_reg->umax_value = dst_reg->umax_value = min(src_reg->umax_value,
13820                                                         dst_reg->umax_value);
13821         src_reg->smin_value = dst_reg->smin_value = max(src_reg->smin_value,
13822                                                         dst_reg->smin_value);
13823         src_reg->smax_value = dst_reg->smax_value = min(src_reg->smax_value,
13824                                                         dst_reg->smax_value);
13825         src_reg->var_off = dst_reg->var_off = tnum_intersect(src_reg->var_off,
13826                                                              dst_reg->var_off);
13827         reg_bounds_sync(src_reg);
13828         reg_bounds_sync(dst_reg);
13829 }
13830
13831 static void reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *true_src,
13832                                 struct bpf_reg_state *true_dst,
13833                                 struct bpf_reg_state *false_src,
13834                                 struct bpf_reg_state *false_dst,
13835                                 u8 opcode)
13836 {
13837         switch (opcode) {
13838         case BPF_JEQ:
13839                 __reg_combine_min_max(true_src, true_dst);
13840                 break;
13841         case BPF_JNE:
13842                 __reg_combine_min_max(false_src, false_dst);
13843                 break;
13844         }
13845 }
13846
13847 static void mark_ptr_or_null_reg(struct bpf_func_state *state,
13848                                  struct bpf_reg_state *reg, u32 id,
13849                                  bool is_null)
13850 {
13851         if (type_may_be_null(reg->type) && reg->id == id &&
13852             (is_rcu_reg(reg) || !WARN_ON_ONCE(!reg->id))) {
13853                 /* Old offset (both fixed and variable parts) should have been
13854                  * known-zero, because we don't allow pointer arithmetic on
13855                  * pointers that might be NULL. If we see this happening, don't
13856                  * convert the register.
13857                  *
13858                  * But in some cases, some helpers that return local kptrs
13859                  * advance offset for the returned pointer. In those cases, it
13860                  * is fine to expect to see reg->off.
13861                  */
13862                 if (WARN_ON_ONCE(reg->smin_value || reg->smax_value || !tnum_equals_const(reg->var_off, 0)))
13863                         return;
13864                 if (!(type_is_ptr_alloc_obj(reg->type) || type_is_non_owning_ref(reg->type)) &&
13865                     WARN_ON_ONCE(reg->off))
13866                         return;
13867
13868                 if (is_null) {
13869                         reg->type = SCALAR_VALUE;
13870                         /* We don't need id and ref_obj_id from this point
13871                          * onwards anymore, thus we should better reset it,
13872                          * so that state pruning has chances to take effect.
13873                          */
13874                         reg->id = 0;
13875                         reg->ref_obj_id = 0;
13876
13877                         return;
13878                 }
13879
13880                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
13881
13882                 if (!reg_may_point_to_spin_lock(reg)) {
13883                         /* For not-NULL ptr, reg->ref_obj_id will be reset
13884                          * in release_reference().
13885                          *
13886                          * reg->id is still used by spin_lock ptr. Other
13887                          * than spin_lock ptr type, reg->id can be reset.
13888                          */
13889                         reg->id = 0;
13890                 }
13891         }
13892 }
13893
13894 /* The logic is similar to find_good_pkt_pointers(), both could eventually
13895  * be folded together at some point.
13896  */
13897 static void mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, u32 regno,
13898                                   bool is_null)
13899 {
13900         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
13901         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
13902         u32 ref_obj_id = regs[regno].ref_obj_id;
13903         u32 id = regs[regno].id;
13904
13905         if (ref_obj_id && ref_obj_id == id && is_null)
13906                 /* regs[regno] is in the " == NULL" branch.
13907                  * No one could have freed the reference state before
13908                  * doing the NULL check.
13909                  */
13910                 WARN_ON_ONCE(release_reference_state(state, id));
13911
13912         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
13913                 mark_ptr_or_null_reg(state, reg, id, is_null);
13914         }));
13915 }
13916
13917 static bool try_match_pkt_pointers(const struct bpf_insn *insn,
13918                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
13919                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
13920                                    struct bpf_verifier_state *this_branch,
13921                                    struct bpf_verifier_state *other_branch)
13922 {
13923         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_X)
13924                 return false;
13925
13926         /* Pointers are always 64-bit. */
13927         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32)
13928                 return false;
13929
13930         switch (BPF_OP(insn->code)) {
13931         case BPF_JGT:
13932                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13933                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13934                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13935                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13936                         /* pkt_data' > pkt_end, pkt_meta' > pkt_data */
13937                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
13938                                                dst_reg->type, false);
13939                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, true);
13940                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
13941                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
13942                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
13943                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
13944                         /* pkt_end > pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
13945                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
13946                                                src_reg->type, true);
13947                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, false);
13948                 } else {
13949                         return false;
13950                 }
13951                 break;
13952         case BPF_JLT:
13953                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13954                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13955                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13956                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13957                         /* pkt_data' < pkt_end, pkt_meta' < pkt_data */
13958                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
13959                                                dst_reg->type, true);
13960                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, false);
13961                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
13962                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
13963                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
13964                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
13965                         /* pkt_end < pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
13966                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
13967                                                src_reg->type, false);
13968                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, true);
13969                 } else {
13970                         return false;
13971                 }
13972                 break;
13973         case BPF_JGE:
13974                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13975                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13976                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13977                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13978                         /* pkt_data' >= pkt_end, pkt_meta' >= pkt_data */
13979                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
13980                                                dst_reg->type, true);
13981                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, false);
13982                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
13983                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
13984                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
13985                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
13986                         /* pkt_end >= pkt_data', pkt_data >= pkt_meta' */
13987                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
13988                                                src_reg->type, false);
13989                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, true);
13990                 } else {
13991                         return false;
13992                 }
13993                 break;
13994         case BPF_JLE:
13995                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13996                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13997                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13998                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13999                         /* pkt_data' <= pkt_end, pkt_meta' <= pkt_data */
14000                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
14001                                                dst_reg->type, false);
14002                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, true);
14003                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
14004                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
14005                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
14006                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
14007                         /* pkt_end <= pkt_data', pkt_data <= pkt_meta' */
14008                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
14009                                                src_reg->type, true);
14010                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, false);
14011                 } else {
14012                         return false;
14013                 }
14014                 break;
14015         default:
14016                 return false;
14017         }
14018
14019         return true;
14020 }
14021
14022 static void find_equal_scalars(struct bpf_verifier_state *vstate,
14023                                struct bpf_reg_state *known_reg)
14024 {
14025         struct bpf_func_state *state;
14026         struct bpf_reg_state *reg;
14027
14028         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
14029                 if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
14030                         copy_register_state(reg, known_reg);
14031         }));
14032 }
14033
14034 static int check_cond_jmp_op(struct bpf_verifier_env *env,
14035                              struct bpf_insn *insn, int *insn_idx)
14036 {
14037         struct bpf_verifier_state *this_branch = env->cur_state;
14038         struct bpf_verifier_state *other_branch;
14039         struct bpf_reg_state *regs = this_branch->frame[this_branch->curframe]->regs;
14040         struct bpf_reg_state *dst_reg, *other_branch_regs, *src_reg = NULL;
14041         struct bpf_reg_state *eq_branch_regs;
14042         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
14043         bool is_jmp32;
14044         int pred = -1;
14045         int err;
14046
14047         /* Only conditional jumps are expected to reach here. */
14048         if (opcode == BPF_JA || opcode > BPF_JSLE) {
14049                 verbose(env, "invalid BPF_JMP/JMP32 opcode %x\n", opcode);
14050                 return -EINVAL;
14051         }
14052
14053         /* check src2 operand */
14054         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
14055         if (err)
14056                 return err;
14057
14058         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
14059         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
14060                 if (insn->imm != 0) {
14061                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
14062                         return -EINVAL;
14063                 }
14064
14065                 /* check src1 operand */
14066                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
14067                 if (err)
14068                         return err;
14069
14070                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
14071                 if (!(reg_is_pkt_pointer_any(dst_reg) && reg_is_pkt_pointer_any(src_reg)) &&
14072                     is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
14073                         verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
14074                                 insn->src_reg);
14075                         return -EACCES;
14076                 }
14077         } else {
14078                 if (insn->src_reg != BPF_REG_0) {
14079                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
14080                         return -EINVAL;
14081                 }
14082         }
14083
14084         is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
14085
14086         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
14087                 pred = is_branch_taken(dst_reg, insn->imm, opcode, is_jmp32);
14088         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
14089                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))) {
14090                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
14091                                        tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
14092                                        opcode,
14093                                        is_jmp32);
14094         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
14095                    !is_jmp32 && tnum_is_const(src_reg->var_off)) {
14096                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
14097                                        src_reg->var_off.value,
14098                                        opcode,
14099                                        is_jmp32);
14100         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
14101                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))) {
14102                 pred = is_branch_taken(src_reg,
14103                                        tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
14104                                        flip_opcode(opcode),
14105                                        is_jmp32);
14106         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
14107                    !is_jmp32 && tnum_is_const(dst_reg->var_off)) {
14108                 pred = is_branch_taken(src_reg,
14109                                        dst_reg->var_off.value,
14110                                        flip_opcode(opcode),
14111                                        is_jmp32);
14112         } else if (reg_is_pkt_pointer_any(dst_reg) &&
14113                    reg_is_pkt_pointer_any(src_reg) &&
14114                    !is_jmp32) {
14115                 pred = is_pkt_ptr_branch_taken(dst_reg, src_reg, opcode);
14116         }
14117
14118         if (pred >= 0) {
14119                 /* If we get here with a dst_reg pointer type it is because
14120                  * above is_branch_taken() special cased the 0 comparison.
14121                  */
14122                 if (!__is_pointer_value(false, dst_reg))
14123                         err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
14124                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && !err &&
14125                     !__is_pointer_value(false, src_reg))
14126                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
14127                 if (err)
14128                         return err;
14129         }
14130
14131         if (pred == 1) {
14132                 /* Only follow the goto, ignore fall-through. If needed, push
14133                  * the fall-through branch for simulation under speculative
14134                  * execution.
14135                  */
14136                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
14137                     !sanitize_speculative_path(env, insn, *insn_idx + 1,
14138                                                *insn_idx))
14139                         return -EFAULT;
14140                 *insn_idx += insn->off;
14141                 return 0;
14142         } else if (pred == 0) {
14143                 /* Only follow the fall-through branch, since that's where the
14144                  * program will go. If needed, push the goto branch for
14145                  * simulation under speculative execution.
14146                  */
14147                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
14148                     !sanitize_speculative_path(env, insn,
14149                                                *insn_idx + insn->off + 1,
14150                                                *insn_idx))
14151                         return -EFAULT;
14152                 return 0;
14153         }
14154
14155         other_branch = push_stack(env, *insn_idx + insn->off + 1, *insn_idx,
14156                                   false);
14157         if (!other_branch)
14158                 return -EFAULT;
14159         other_branch_regs = other_branch->frame[other_branch->curframe]->regs;
14160
14161         /* detect if we are comparing against a constant value so we can adjust
14162          * our min/max values for our dst register.
14163          * this is only legit if both are scalars (or pointers to the same
14164          * object, I suppose, see the PTR_MAYBE_NULL related if block below),
14165          * because otherwise the different base pointers mean the offsets aren't
14166          * comparable.
14167          */
14168         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
14169                 struct bpf_reg_state *src_reg = &regs[insn->src_reg];
14170
14171                 if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
14172                     src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
14173                         if (tnum_is_const(src_reg->var_off) ||
14174                             (is_jmp32 &&
14175                              tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))))
14176                                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
14177                                                 dst_reg,
14178                                                 src_reg->var_off.value,
14179                                                 tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
14180                                                 opcode, is_jmp32);
14181                         else if (tnum_is_const(dst_reg->var_off) ||
14182                                  (is_jmp32 &&
14183                                   tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))))
14184                                 reg_set_min_max_inv(&other_branch_regs[insn->src_reg],
14185                                                     src_reg,
14186                                                     dst_reg->var_off.value,
14187                                                     tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
14188                                                     opcode, is_jmp32);
14189                         else if (!is_jmp32 &&
14190                                  (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE))
14191                                 /* Comparing for equality, we can combine knowledge */
14192                                 reg_combine_min_max(&other_branch_regs[insn->src_reg],
14193                                                     &other_branch_regs[insn->dst_reg],
14194                                                     src_reg, dst_reg, opcode);
14195                         if (src_reg->id &&
14196                             !WARN_ON_ONCE(src_reg->id != other_branch_regs[insn->src_reg].id)) {
14197                                 find_equal_scalars(this_branch, src_reg);
14198                                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->src_reg]);
14199                         }
14200
14201                 }
14202         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE) {
14203                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
14204                                         dst_reg, insn->imm, (u32)insn->imm,
14205                                         opcode, is_jmp32);
14206         }
14207
14208         if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE && dst_reg->id &&
14209             !WARN_ON_ONCE(dst_reg->id != other_branch_regs[insn->dst_reg].id)) {
14210                 find_equal_scalars(this_branch, dst_reg);
14211                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->dst_reg]);
14212         }
14213
14214         /* if one pointer register is compared to another pointer
14215          * register check if PTR_MAYBE_NULL could be lifted.
14216          * E.g. register A - maybe null
14217          *      register B - not null
14218          * for JNE A, B, ... - A is not null in the false branch;
14219          * for JEQ A, B, ... - A is not null in the true branch.
14220          *
14221          * Since PTR_TO_BTF_ID points to a kernel struct that does
14222          * not need to be null checked by the BPF program, i.e.,
14223          * could be null even without PTR_MAYBE_NULL marking, so
14224          * only propagate nullness when neither reg is that type.
14225          */
14226         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
14227             __is_pointer_value(false, src_reg) && __is_pointer_value(false, dst_reg) &&
14228             type_may_be_null(src_reg->type) != type_may_be_null(dst_reg->type) &&
14229             base_type(src_reg->type) != PTR_TO_BTF_ID &&
14230             base_type(dst_reg->type) != PTR_TO_BTF_ID) {
14231                 eq_branch_regs = NULL;
14232                 switch (opcode) {
14233                 case BPF_JEQ:
14234                         eq_branch_regs = other_branch_regs;
14235                         break;
14236                 case BPF_JNE:
14237                         eq_branch_regs = regs;
14238                         break;
14239                 default:
14240                         /* do nothing */
14241                         break;
14242                 }
14243                 if (eq_branch_regs) {
14244                         if (type_may_be_null(src_reg->type))
14245                                 mark_ptr_not_null_reg(&eq_branch_regs[insn->src_reg]);
14246                         else
14247                                 mark_ptr_not_null_reg(&eq_branch_regs[insn->dst_reg]);
14248                 }
14249         }
14250
14251         /* detect if R == 0 where R is returned from bpf_map_lookup_elem().
14252          * NOTE: these optimizations below are related with pointer comparison
14253          *       which will never be JMP32.
14254          */
14255         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
14256             insn->imm == 0 && (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
14257             type_may_be_null(dst_reg->type)) {
14258                 /* Mark all identical registers in each branch as either
14259                  * safe or unknown depending R == 0 or R != 0 conditional.
14260                  */
14261                 mark_ptr_or_null_regs(this_branch, insn->dst_reg,
14262                                       opcode == BPF_JNE);
14263                 mark_ptr_or_null_regs(other_branch, insn->dst_reg,
14264                                       opcode == BPF_JEQ);
14265         } else if (!try_match_pkt_pointers(insn, dst_reg, &regs[insn->src_reg],
14266                                            this_branch, other_branch) &&
14267                    is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
14268                 verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
14269                         insn->dst_reg);
14270                 return -EACCES;
14271         }
14272         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
14273                 print_insn_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
14274         return 0;
14275 }
14276
14277 /* verify BPF_LD_IMM64 instruction */
14278 static int check_ld_imm(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
14279 {
14280         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
14281         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
14282         struct bpf_reg_state *dst_reg;
14283         struct bpf_map *map;
14284         int err;
14285
14286         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
14287                 verbose(env, "invalid BPF_LD_IMM insn\n");
14288                 return -EINVAL;
14289         }
14290         if (insn->off != 0) {
14291                 verbose(env, "BPF_LD_IMM64 uses reserved fields\n");
14292                 return -EINVAL;
14293         }
14294
14295         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
14296         if (err)
14297                 return err;
14298
14299         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
14300         if (insn->src_reg == 0) {
14301                 u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
14302
14303                 dst_reg->type = SCALAR_VALUE;
14304                 __mark_reg_known(&regs[insn->dst_reg], imm);
14305                 return 0;
14306         }
14307
14308         /* All special src_reg cases are listed below. From this point onwards
14309          * we either succeed and assign a corresponding dst_reg->type after
14310          * zeroing the offset, or fail and reject the program.
14311          */
14312         mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
14313
14314         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
14315                 dst_reg->type = aux->btf_var.reg_type;
14316                 switch (base_type(dst_reg->type)) {
14317                 case PTR_TO_MEM:
14318                         dst_reg->mem_size = aux->btf_var.mem_size;
14319                         break;
14320                 case PTR_TO_BTF_ID:
14321                         dst_reg->btf = aux->btf_var.btf;
14322                         dst_reg->btf_id = aux->btf_var.btf_id;
14323                         break;
14324                 default:
14325                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14326                         return -EFAULT;
14327                 }
14328                 return 0;
14329         }
14330
14331         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
14332                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
14333                 u32 subprogno = find_subprog(env,
14334                                              env->insn_idx + insn->imm + 1);
14335
14336                 if (!aux->func_info) {
14337                         verbose(env, "missing btf func_info\n");
14338                         return -EINVAL;
14339                 }
14340                 if (aux->func_info_aux[subprogno].linkage != BTF_FUNC_STATIC) {
14341                         verbose(env, "callback function not static\n");
14342                         return -EINVAL;
14343                 }
14344
14345                 dst_reg->type = PTR_TO_FUNC;
14346                 dst_reg->subprogno = subprogno;
14347                 return 0;
14348         }
14349
14350         map = env->used_maps[aux->map_index];
14351         dst_reg->map_ptr = map;
14352
14353         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_VALUE ||
14354             insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE) {
14355                 dst_reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
14356                 dst_reg->off = aux->map_off;
14357                 WARN_ON_ONCE(map->max_entries != 1);
14358                 /* We want reg->id to be same (0) as map_value is not distinct */
14359         } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
14360                    insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
14361                 dst_reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
14362         } else {
14363                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14364                 return -EINVAL;
14365         }
14366
14367         return 0;
14368 }
14369
14370 static bool may_access_skb(enum bpf_prog_type type)
14371 {
14372         switch (type) {
14373         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
14374         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
14375         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
14376                 return true;
14377         default:
14378                 return false;
14379         }
14380 }
14381
14382 /* verify safety of LD_ABS|LD_IND instructions:
14383  * - they can only appear in the programs where ctx == skb
14384  * - since they are wrappers of function calls, they scratch R1-R5 registers,
14385  *   preserve R6-R9, and store return value into R0
14386  *
14387  * Implicit input:
14388  *   ctx == skb == R6 == CTX
14389  *
14390  * Explicit input:
14391  *   SRC == any register
14392  *   IMM == 32-bit immediate
14393  *
14394  * Output:
14395  *   R0 - 8/16/32-bit skb data converted to cpu endianness
14396  */
14397 static int check_ld_abs(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
14398 {
14399         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
14400         static const int ctx_reg = BPF_REG_6;
14401         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
14402         int i, err;
14403
14404         if (!may_access_skb(resolve_prog_type(env->prog))) {
14405                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions not allowed for this program type\n");
14406                 return -EINVAL;
14407         }
14408
14409         if (!env->ops->gen_ld_abs) {
14410                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14411                 return -EINVAL;
14412         }
14413
14414         if (insn->dst_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
14415             BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW ||
14416             (mode == BPF_ABS && insn->src_reg != BPF_REG_0)) {
14417                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] uses reserved fields\n");
14418                 return -EINVAL;
14419         }
14420
14421         /* check whether implicit source operand (register R6) is readable */
14422         err = check_reg_arg(env, ctx_reg, SRC_OP);
14423         if (err)
14424                 return err;
14425
14426         /* Disallow usage of BPF_LD_[ABS|IND] with reference tracking, as
14427          * gen_ld_abs() may terminate the program at runtime, leading to
14428          * reference leak.
14429          */
14430         err = check_reference_leak(env);
14431         if (err) {
14432                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be mixed with socket references\n");
14433                 return err;
14434         }
14435
14436         if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
14437                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_spin_lock-ed region\n");
14438                 return -EINVAL;
14439         }
14440
14441         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
14442                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_rcu_read_lock-ed region\n");
14443                 return -EINVAL;
14444         }
14445
14446         if (regs[ctx_reg].type != PTR_TO_CTX) {
14447                 verbose(env,
14448                         "at the time of BPF_LD_ABS|IND R6 != pointer to skb\n");
14449                 return -EINVAL;
14450         }
14451
14452         if (mode == BPF_IND) {
14453                 /* check explicit source operand */
14454                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
14455                 if (err)
14456                         return err;
14457         }
14458
14459         err = check_ptr_off_reg(env, &regs[ctx_reg], ctx_reg);
14460         if (err < 0)
14461                 return err;
14462
14463         /* reset caller saved regs to unreadable */
14464         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
14465                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
14466                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
14467         }
14468
14469         /* mark destination R0 register as readable, since it contains
14470          * the value fetched from the packet.
14471          * Already marked as written above.
14472          */
14473         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
14474         /* ld_abs load up to 32-bit skb data. */
14475         regs[BPF_REG_0].subreg_def = env->insn_idx + 1;
14476         return 0;
14477 }
14478
14479 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env)
14480 {
14481         struct tnum enforce_attach_type_range = tnum_unknown;
14482         const struct bpf_prog *prog = env->prog;
14483         struct bpf_reg_state *reg;
14484         struct tnum range = tnum_range(0, 1);
14485         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
14486         int err;
14487         struct bpf_func_state *frame = env->cur_state->frame[0];
14488         const bool is_subprog = frame->subprogno;
14489
14490         /* LSM and struct_ops func-ptr's return type could be "void" */
14491         if (!is_subprog) {
14492                 switch (prog_type) {
14493                 case BPF_PROG_TYPE_LSM:
14494                         if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP)
14495                                 /* See below, can be 0 or 0-1 depending on hook. */
14496                                 break;
14497                         fallthrough;
14498                 case BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS:
14499                         if (!prog->aux->attach_func_proto->type)
14500                                 return 0;
14501                         break;
14502                 default:
14503                         break;
14504                 }
14505         }
14506
14507         /* eBPF calling convention is such that R0 is used
14508          * to return the value from eBPF program.
14509          * Make sure that it's readable at this time
14510          * of bpf_exit, which means that program wrote
14511          * something into it earlier
14512          */
14513         err = check_reg_arg(env, BPF_REG_0, SRC_OP);
14514         if (err)
14515                 return err;
14516
14517         if (is_pointer_value(env, BPF_REG_0)) {
14518                 verbose(env, "R0 leaks addr as return value\n");
14519                 return -EACCES;
14520         }
14521
14522         reg = cur_regs(env) + BPF_REG_0;
14523
14524         if (frame->in_async_callback_fn) {
14525                 /* enforce return zero from async callbacks like timer */
14526                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
14527                         verbose(env, "In async callback the register R0 is not a known value (%s)\n",
14528                                 reg_type_str(env, reg->type));
14529                         return -EINVAL;
14530                 }
14531
14532                 if (!tnum_in(tnum_const(0), reg->var_off)) {
14533                         verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "async callback", "R0");
14534                         return -EINVAL;
14535                 }
14536                 return 0;
14537         }
14538
14539         if (is_subprog) {
14540                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
14541                         verbose(env, "At subprogram exit the register R0 is not a scalar value (%s)\n",
14542                                 reg_type_str(env, reg->type));
14543                         return -EINVAL;
14544                 }
14545                 return 0;
14546         }
14547
14548         switch (prog_type) {
14549         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR:
14550                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP4_RECVMSG ||
14551                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP6_RECVMSG ||
14552                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETPEERNAME ||
14553                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETPEERNAME ||
14554                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETSOCKNAME ||
14555                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETSOCKNAME)
14556                         range = tnum_range(1, 1);
14557                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_BIND ||
14558                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_BIND)
14559                         range = tnum_range(0, 3);
14560                 break;
14561         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
14562                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET_EGRESS) {
14563                         range = tnum_range(0, 3);
14564                         enforce_attach_type_range = tnum_range(2, 3);
14565                 }
14566                 break;
14567         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK:
14568         case BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS:
14569         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE:
14570         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SYSCTL:
14571         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
14572                 break;
14573         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
14574                 if (!env->prog->aux->attach_btf_id)
14575                         return 0;
14576                 range = tnum_const(0);
14577                 break;
14578         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
14579                 switch (env->prog->expected_attach_type) {
14580                 case BPF_TRACE_FENTRY:
14581                 case BPF_TRACE_FEXIT:
14582                         range = tnum_const(0);
14583                         break;
14584                 case BPF_TRACE_RAW_TP:
14585                 case BPF_MODIFY_RETURN:
14586                         return 0;
14587                 case BPF_TRACE_ITER:
14588                         break;
14589                 default:
14590                         return -ENOTSUPP;
14591                 }
14592                 break;
14593         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
14594                 range = tnum_range(SK_DROP, SK_PASS);
14595                 break;
14596
14597         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
14598                 if (env->prog->expected_attach_type != BPF_LSM_CGROUP) {
14599                         /* Regular BPF_PROG_TYPE_LSM programs can return
14600                          * any value.
14601                          */
14602                         return 0;
14603                 }
14604                 if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
14605                         /* Make sure programs that attach to void
14606                          * hooks don't try to modify return value.
14607                          */
14608                         range = tnum_range(1, 1);
14609                 }
14610                 break;
14611
14612         case BPF_PROG_TYPE_NETFILTER:
14613                 range = tnum_range(NF_DROP, NF_ACCEPT);
14614                 break;
14615         case BPF_PROG_TYPE_EXT:
14616                 /* freplace program can return anything as its return value
14617                  * depends on the to-be-replaced kernel func or bpf program.
14618                  */
14619         default:
14620                 return 0;
14621         }
14622
14623         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
14624                 verbose(env, "At program exit the register R0 is not a known value (%s)\n",
14625                         reg_type_str(env, reg->type));
14626                 return -EINVAL;
14627         }
14628
14629         if (!tnum_in(range, reg->var_off)) {
14630                 verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "program exit", "R0");
14631                 if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP &&
14632                     prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
14633                     !prog->aux->attach_func_proto->type)
14634                         verbose(env, "Note, BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
14635                 return -EINVAL;
14636         }
14637
14638         if (!tnum_is_unknown(enforce_attach_type_range) &&
14639             tnum_in(enforce_attach_type_range, reg->var_off))
14640                 env->prog->enforce_expected_attach_type = 1;
14641         return 0;
14642 }
14643
14644 /* non-recursive DFS pseudo code
14645  * 1  procedure DFS-iterative(G,v):
14646  * 2      label v as discovered
14647  * 3      let S be a stack
14648  * 4      S.push(v)
14649  * 5      while S is not empty
14650  * 6            t <- S.peek()
14651  * 7            if t is what we're looking for:
14652  * 8                return t
14653  * 9            for all edges e in G.adjacentEdges(t) do
14654  * 10               if edge e is already labelled
14655  * 11                   continue with the next edge
14656  * 12               w <- G.adjacentVertex(t,e)
14657  * 13               if vertex w is not discovered and not explored
14658  * 14                   label e as tree-edge
14659  * 15                   label w as discovered
14660  * 16                   S.push(w)
14661  * 17                   continue at 5
14662  * 18               else if vertex w is discovered
14663  * 19                   label e as back-edge
14664  * 20               else
14665  * 21                   // vertex w is explored
14666  * 22                   label e as forward- or cross-edge
14667  * 23           label t as explored
14668  * 24           S.pop()
14669  *
14670  * convention:
14671  * 0x10 - discovered
14672  * 0x11 - discovered and fall-through edge labelled
14673  * 0x12 - discovered and fall-through and branch edges labelled
14674  * 0x20 - explored
14675  */
14676
14677 enum {
14678         DISCOVERED = 0x10,
14679         EXPLORED = 0x20,
14680         FALLTHROUGH = 1,
14681         BRANCH = 2,
14682 };
14683
14684 static u32 state_htab_size(struct bpf_verifier_env *env)
14685 {
14686         return env->prog->len;
14687 }
14688
14689 static struct bpf_verifier_state_list **explored_state(
14690                                         struct bpf_verifier_env *env,
14691                                         int idx)
14692 {
14693         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
14694         struct bpf_func_state *state = cur->frame[cur->curframe];
14695
14696         return &env->explored_states[(idx ^ state->callsite) % state_htab_size(env)];
14697 }
14698
14699 static void mark_prune_point(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
14700 {
14701         env->insn_aux_data[idx].prune_point = true;
14702 }
14703
14704 static bool is_prune_point(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
14705 {
14706         return env->insn_aux_data[insn_idx].prune_point;
14707 }
14708
14709 static void mark_force_checkpoint(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
14710 {
14711         env->insn_aux_data[idx].force_checkpoint = true;
14712 }
14713
14714 static bool is_force_checkpoint(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
14715 {
14716         return env->insn_aux_data[insn_idx].force_checkpoint;
14717 }
14718
14719
14720 enum {
14721         DONE_EXPLORING = 0,
14722         KEEP_EXPLORING = 1,
14723 };
14724
14725 /* t, w, e - match pseudo-code above:
14726  * t - index of current instruction
14727  * w - next instruction
14728  * e - edge
14729  */
14730 static int push_insn(int t, int w, int e, struct bpf_verifier_env *env,
14731                      bool loop_ok)
14732 {
14733         int *insn_stack = env->cfg.insn_stack;
14734         int *insn_state = env->cfg.insn_state;
14735
14736         if (e == FALLTHROUGH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | FALLTHROUGH))
14737                 return DONE_EXPLORING;
14738
14739         if (e == BRANCH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | BRANCH))
14740                 return DONE_EXPLORING;
14741
14742         if (w < 0 || w >= env->prog->len) {
14743                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
14744                 verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", t, w);
14745                 return -EINVAL;
14746         }
14747
14748         if (e == BRANCH) {
14749                 /* mark branch target for state pruning */
14750                 mark_prune_point(env, w);
14751                 mark_jmp_point(env, w);
14752         }
14753
14754         if (insn_state[w] == 0) {
14755                 /* tree-edge */
14756                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
14757                 insn_state[w] = DISCOVERED;
14758                 if (env->cfg.cur_stack >= env->prog->len)
14759                         return -E2BIG;
14760                 insn_stack[env->cfg.cur_stack++] = w;
14761                 return KEEP_EXPLORING;
14762         } else if ((insn_state[w] & 0xF0) == DISCOVERED) {
14763                 if (loop_ok && env->bpf_capable)
14764                         return DONE_EXPLORING;
14765                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
14766                 verbose_linfo(env, w, "%d: ", w);
14767                 verbose(env, "back-edge from insn %d to %d\n", t, w);
14768                 return -EINVAL;
14769         } else if (insn_state[w] == EXPLORED) {
14770                 /* forward- or cross-edge */
14771                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
14772         } else {
14773                 verbose(env, "insn state internal bug\n");
14774                 return -EFAULT;
14775         }
14776         return DONE_EXPLORING;
14777 }
14778
14779 static int visit_func_call_insn(int t, struct bpf_insn *insns,
14780                                 struct bpf_verifier_env *env,
14781                                 bool visit_callee)
14782 {
14783         int ret;
14784
14785         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
14786         if (ret)
14787                 return ret;
14788
14789         mark_prune_point(env, t + 1);
14790         /* when we exit from subprog, we need to record non-linear history */
14791         mark_jmp_point(env, t + 1);
14792
14793         if (visit_callee) {
14794                 mark_prune_point(env, t);
14795                 ret = push_insn(t, t + insns[t].imm + 1, BRANCH, env,
14796                                 /* It's ok to allow recursion from CFG point of
14797                                  * view. __check_func_call() will do the actual
14798                                  * check.
14799                                  */
14800                                 bpf_pseudo_func(insns + t));
14801         }
14802         return ret;
14803 }
14804
14805 /* Visits the instruction at index t and returns one of the following:
14806  *  < 0 - an error occurred
14807  *  DONE_EXPLORING - the instruction was fully explored
14808  *  KEEP_EXPLORING - there is still work to be done before it is fully explored
14809  */
14810 static int visit_insn(int t, struct bpf_verifier_env *env)
14811 {
14812         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi, *insn = &insns[t];
14813         int ret, off;
14814
14815         if (bpf_pseudo_func(insn))
14816                 return visit_func_call_insn(t, insns, env, true);
14817
14818         /* All non-branch instructions have a single fall-through edge. */
14819         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_JMP &&
14820             BPF_CLASS(insn->code) != BPF_JMP32)
14821                 return push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
14822
14823         switch (BPF_OP(insn->code)) {
14824         case BPF_EXIT:
14825                 return DONE_EXPLORING;
14826
14827         case BPF_CALL:
14828                 if (insn->src_reg == 0 && insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback)
14829                         /* Mark this call insn as a prune point to trigger
14830                          * is_state_visited() check before call itself is
14831                          * processed by __check_func_call(). Otherwise new
14832                          * async state will be pushed for further exploration.
14833                          */
14834                         mark_prune_point(env, t);
14835                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
14836                         struct bpf_kfunc_call_arg_meta meta;
14837
14838                         ret = fetch_kfunc_meta(env, insn, &meta, NULL);
14839                         if (ret == 0 && is_iter_next_kfunc(&meta)) {
14840                                 mark_prune_point(env, t);
14841                                 /* Checking and saving state checkpoints at iter_next() call
14842                                  * is crucial for fast convergence of open-coded iterator loop
14843                                  * logic, so we need to force it. If we don't do that,
14844                                  * is_state_visited() might skip saving a checkpoint, causing
14845                                  * unnecessarily long sequence of not checkpointed
14846                                  * instructions and jumps, leading to exhaustion of jump
14847                                  * history buffer, and potentially other undesired outcomes.
14848                                  * It is expected that with correct open-coded iterators
14849                                  * convergence will happen quickly, so we don't run a risk of
14850                                  * exhausting memory.
14851                                  */
14852                                 mark_force_checkpoint(env, t);
14853                         }
14854                 }
14855                 return visit_func_call_insn(t, insns, env, insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL);
14856
14857         case BPF_JA:
14858                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K)
14859                         return -EINVAL;
14860
14861                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP)
14862                         off = insn->off;
14863                 else
14864                         off = insn->imm;
14865
14866                 /* unconditional jump with single edge */
14867                 ret = push_insn(t, t + off + 1, FALLTHROUGH, env,
14868                                 true);
14869                 if (ret)
14870                         return ret;
14871
14872                 mark_prune_point(env, t + off + 1);
14873                 mark_jmp_point(env, t + off + 1);
14874
14875                 return ret;
14876
14877         default:
14878                 /* conditional jump with two edges */
14879                 mark_prune_point(env, t);
14880
14881                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, true);
14882                 if (ret)
14883                         return ret;
14884
14885                 return push_insn(t, t + insn->off + 1, BRANCH, env, true);
14886         }
14887 }
14888
14889 /* non-recursive depth-first-search to detect loops in BPF program
14890  * loop == back-edge in directed graph
14891  */
14892 static int check_cfg(struct bpf_verifier_env *env)
14893 {
14894         int insn_cnt = env->prog->len;
14895         int *insn_stack, *insn_state;
14896         int ret = 0;
14897         int i;
14898
14899         insn_state = env->cfg.insn_state = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
14900         if (!insn_state)
14901                 return -ENOMEM;
14902
14903         insn_stack = env->cfg.insn_stack = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
14904         if (!insn_stack) {
14905                 kvfree(insn_state);
14906                 return -ENOMEM;
14907         }
14908
14909         insn_state[0] = DISCOVERED; /* mark 1st insn as discovered */
14910         insn_stack[0] = 0; /* 0 is the first instruction */
14911         env->cfg.cur_stack = 1;
14912
14913         while (env->cfg.cur_stack > 0) {
14914                 int t = insn_stack[env->cfg.cur_stack - 1];
14915
14916                 ret = visit_insn(t, env);
14917                 switch (ret) {
14918                 case DONE_EXPLORING:
14919                         insn_state[t] = EXPLORED;
14920                         env->cfg.cur_stack--;
14921                         break;
14922                 case KEEP_EXPLORING:
14923                         break;
14924                 default:
14925                         if (ret > 0) {
14926                                 verbose(env, "visit_insn internal bug\n");
14927                                 ret = -EFAULT;
14928                         }
14929                         goto err_free;
14930                 }
14931         }
14932
14933         if (env->cfg.cur_stack < 0) {
14934                 verbose(env, "pop stack internal bug\n");
14935                 ret = -EFAULT;
14936                 goto err_free;
14937         }
14938
14939         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
14940                 if (insn_state[i] != EXPLORED) {
14941                         verbose(env, "unreachable insn %d\n", i);
14942                         ret = -EINVAL;
14943                         goto err_free;
14944                 }
14945         }
14946         ret = 0; /* cfg looks good */
14947
14948 err_free:
14949         kvfree(insn_state);
14950         kvfree(insn_stack);
14951         env->cfg.insn_state = env->cfg.insn_stack = NULL;
14952         return ret;
14953 }
14954
14955 static int check_abnormal_return(struct bpf_verifier_env *env)
14956 {
14957         int i;
14958
14959         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
14960                 if (env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
14961                         verbose(env, "LD_ABS is not allowed in subprogs without BTF\n");
14962                         return -EINVAL;
14963                 }
14964                 if (env->subprog_info[i].has_tail_call) {
14965                         verbose(env, "tail_call is not allowed in subprogs without BTF\n");
14966                         return -EINVAL;
14967                 }
14968         }
14969         return 0;
14970 }
14971
14972 /* The minimum supported BTF func info size */
14973 #define MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE   8
14974 #define MAX_FUNCINFO_REC_SIZE   252
14975
14976 static int check_btf_func(struct bpf_verifier_env *env,
14977                           const union bpf_attr *attr,
14978                           bpfptr_t uattr)
14979 {
14980         const struct btf_type *type, *func_proto, *ret_type;
14981         u32 i, nfuncs, urec_size, min_size;
14982         u32 krec_size = sizeof(struct bpf_func_info);
14983         struct bpf_func_info *krecord;
14984         struct bpf_func_info_aux *info_aux = NULL;
14985         struct bpf_prog *prog;
14986         const struct btf *btf;
14987         bpfptr_t urecord;
14988         u32 prev_offset = 0;
14989         bool scalar_return;
14990         int ret = -ENOMEM;
14991
14992         nfuncs = attr->func_info_cnt;
14993         if (!nfuncs) {
14994                 if (check_abnormal_return(env))
14995                         return -EINVAL;
14996                 return 0;
14997         }
14998
14999         if (nfuncs != env->subprog_cnt) {
15000                 verbose(env, "number of funcs in func_info doesn't match number of subprogs\n");
15001                 return -EINVAL;
15002         }
15003
15004         urec_size = attr->func_info_rec_size;
15005         if (urec_size < MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE ||
15006             urec_size > MAX_FUNCINFO_REC_SIZE ||
15007             urec_size % sizeof(u32)) {
15008                 verbose(env, "invalid func info rec size %u\n", urec_size);
15009                 return -EINVAL;
15010         }
15011
15012         prog = env->prog;
15013         btf = prog->aux->btf;
15014
15015         urecord = make_bpfptr(attr->func_info, uattr.is_kernel);
15016         min_size = min_t(u32, krec_size, urec_size);
15017
15018         krecord = kvcalloc(nfuncs, krec_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
15019         if (!krecord)
15020                 return -ENOMEM;
15021         info_aux = kcalloc(nfuncs, sizeof(*info_aux), GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
15022         if (!info_aux)
15023                 goto err_free;
15024
15025         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
15026                 ret = bpf_check_uarg_tail_zero(urecord, krec_size, urec_size);
15027                 if (ret) {
15028                         if (ret == -E2BIG) {
15029                                 verbose(env, "nonzero tailing record in func info");
15030                                 /* set the size kernel expects so loader can zero
15031                                  * out the rest of the record.
15032                                  */
15033                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
15034                                                           offsetof(union bpf_attr, func_info_rec_size),
15035                                                           &min_size, sizeof(min_size)))
15036                                         ret = -EFAULT;
15037                         }
15038                         goto err_free;
15039                 }
15040
15041                 if (copy_from_bpfptr(&krecord[i], urecord, min_size)) {
15042                         ret = -EFAULT;
15043                         goto err_free;
15044                 }
15045
15046                 /* check insn_off */
15047                 ret = -EINVAL;
15048                 if (i == 0) {
15049                         if (krecord[i].insn_off) {
15050                                 verbose(env,
15051                                         "nonzero insn_off %u for the first func info record",
15052                                         krecord[i].insn_off);
15053                                 goto err_free;
15054                         }
15055                 } else if (krecord[i].insn_off <= prev_offset) {
15056                         verbose(env,
15057                                 "same or smaller insn offset (%u) than previous func info record (%u)",
15058                                 krecord[i].insn_off, prev_offset);
15059                         goto err_free;
15060                 }
15061
15062                 if (env->subprog_info[i].start != krecord[i].insn_off) {
15063                         verbose(env, "func_info BTF section doesn't match subprog layout in BPF program\n");
15064                         goto err_free;
15065                 }
15066
15067                 /* check type_id */
15068                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
15069                 if (!type || !btf_type_is_func(type)) {
15070                         verbose(env, "invalid type id %d in func info",
15071                                 krecord[i].type_id);
15072                         goto err_free;
15073                 }
15074                 info_aux[i].linkage = BTF_INFO_VLEN(type->info);
15075
15076                 func_proto = btf_type_by_id(btf, type->type);
15077                 if (unlikely(!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)))
15078                         /* btf_func_check() already verified it during BTF load */
15079                         goto err_free;
15080                 ret_type = btf_type_skip_modifiers(btf, func_proto->type, NULL);
15081                 scalar_return =
15082                         btf_type_is_small_int(ret_type) || btf_is_any_enum(ret_type);
15083                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
15084                         verbose(env, "LD_ABS is only allowed in functions that return 'int'.\n");
15085                         goto err_free;
15086                 }
15087                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_tail_call) {
15088                         verbose(env, "tail_call is only allowed in functions that return 'int'.\n");
15089                         goto err_free;
15090                 }
15091
15092                 prev_offset = krecord[i].insn_off;
15093                 bpfptr_add(&urecord, urec_size);
15094         }
15095
15096         prog->aux->func_info = krecord;
15097         prog->aux->func_info_cnt = nfuncs;
15098         prog->aux->func_info_aux = info_aux;
15099         return 0;
15100
15101 err_free:
15102         kvfree(krecord);
15103         kfree(info_aux);
15104         return ret;
15105 }
15106
15107 static void adjust_btf_func(struct bpf_verifier_env *env)
15108 {
15109         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
15110         int i;
15111
15112         if (!aux->func_info)
15113                 return;
15114
15115         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
15116                 aux->func_info[i].insn_off = env->subprog_info[i].start;
15117 }
15118
15119 #define MIN_BPF_LINEINFO_SIZE   offsetofend(struct bpf_line_info, line_col)
15120 #define MAX_LINEINFO_REC_SIZE   MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
15121
15122 static int check_btf_line(struct bpf_verifier_env *env,
15123                           const union bpf_attr *attr,
15124                           bpfptr_t uattr)
15125 {
15126         u32 i, s, nr_linfo, ncopy, expected_size, rec_size, prev_offset = 0;
15127         struct bpf_subprog_info *sub;
15128         struct bpf_line_info *linfo;
15129         struct bpf_prog *prog;
15130         const struct btf *btf;
15131         bpfptr_t ulinfo;
15132         int err;
15133
15134         nr_linfo = attr->line_info_cnt;
15135         if (!nr_linfo)
15136                 return 0;
15137         if (nr_linfo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_line_info))
15138                 return -EINVAL;
15139
15140         rec_size = attr->line_info_rec_size;
15141         if (rec_size < MIN_BPF_LINEINFO_SIZE ||
15142             rec_size > MAX_LINEINFO_REC_SIZE ||
15143             rec_size & (sizeof(u32) - 1))
15144                 return -EINVAL;
15145
15146         /* Need to zero it in case the userspace may
15147          * pass in a smaller bpf_line_info object.
15148          */
15149         linfo = kvcalloc(nr_linfo, sizeof(struct bpf_line_info),
15150                          GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
15151         if (!linfo)
15152                 return -ENOMEM;
15153
15154         prog = env->prog;
15155         btf = prog->aux->btf;
15156
15157         s = 0;
15158         sub = env->subprog_info;
15159         ulinfo = make_bpfptr(attr->line_info, uattr.is_kernel);
15160         expected_size = sizeof(struct bpf_line_info);
15161         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
15162         for (i = 0; i < nr_linfo; i++) {
15163                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(ulinfo, expected_size, rec_size);
15164                 if (err) {
15165                         if (err == -E2BIG) {
15166                                 verbose(env, "nonzero tailing record in line_info");
15167                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
15168                                                           offsetof(union bpf_attr, line_info_rec_size),
15169                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
15170                                         err = -EFAULT;
15171                         }
15172                         goto err_free;
15173                 }
15174
15175                 if (copy_from_bpfptr(&linfo[i], ulinfo, ncopy)) {
15176                         err = -EFAULT;
15177                         goto err_free;
15178                 }
15179
15180                 /*
15181                  * Check insn_off to ensure
15182                  * 1) strictly increasing AND
15183                  * 2) bounded by prog->len
15184                  *
15185                  * The linfo[0].insn_off == 0 check logically falls into
15186                  * the later "missing bpf_line_info for func..." case
15187                  * because the first linfo[0].insn_off must be the
15188                  * first sub also and the first sub must have
15189                  * subprog_info[0].start == 0.
15190                  */
15191                 if ((i && linfo[i].insn_off <= prev_offset) ||
15192                     linfo[i].insn_off >= prog->len) {
15193                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].insn_off:%u (prev_offset:%u prog->len:%u)\n",
15194                                 i, linfo[i].insn_off, prev_offset,
15195                                 prog->len);
15196                         err = -EINVAL;
15197                         goto err_free;
15198                 }
15199
15200                 if (!prog->insnsi[linfo[i].insn_off].code) {
15201                         verbose(env,
15202                                 "Invalid insn code at line_info[%u].insn_off\n",
15203                                 i);
15204                         err = -EINVAL;
15205                         goto err_free;
15206                 }
15207
15208                 if (!btf_name_by_offset(btf, linfo[i].line_off) ||
15209                     !btf_name_by_offset(btf, linfo[i].file_name_off)) {
15210                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].line_off or .file_name_off\n", i);
15211                         err = -EINVAL;
15212                         goto err_free;
15213                 }
15214
15215                 if (s != env->subprog_cnt) {
15216                         if (linfo[i].insn_off == sub[s].start) {
15217                                 sub[s].linfo_idx = i;
15218                                 s++;
15219                         } else if (sub[s].start < linfo[i].insn_off) {
15220                                 verbose(env, "missing bpf_line_info for func#%u\n", s);
15221                                 err = -EINVAL;
15222                                 goto err_free;
15223                         }
15224                 }
15225
15226                 prev_offset = linfo[i].insn_off;
15227                 bpfptr_add(&ulinfo, rec_size);
15228         }
15229
15230         if (s != env->subprog_cnt) {
15231                 verbose(env, "missing bpf_line_info for %u funcs starting from func#%u\n",
15232                         env->subprog_cnt - s, s);
15233                 err = -EINVAL;
15234                 goto err_free;
15235         }
15236
15237         prog->aux->linfo = linfo;
15238         prog->aux->nr_linfo = nr_linfo;
15239
15240         return 0;
15241
15242 err_free:
15243         kvfree(linfo);
15244         return err;
15245 }
15246
15247 #define MIN_CORE_RELO_SIZE      sizeof(struct bpf_core_relo)
15248 #define MAX_CORE_RELO_SIZE      MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
15249
15250 static int check_core_relo(struct bpf_verifier_env *env,
15251                            const union bpf_attr *attr,
15252                            bpfptr_t uattr)
15253 {
15254         u32 i, nr_core_relo, ncopy, expected_size, rec_size;
15255         struct bpf_core_relo core_relo = {};
15256         struct bpf_prog *prog = env->prog;
15257         const struct btf *btf = prog->aux->btf;
15258         struct bpf_core_ctx ctx = {
15259                 .log = &env->log,
15260                 .btf = btf,
15261         };
15262         bpfptr_t u_core_relo;
15263         int err;
15264
15265         nr_core_relo = attr->core_relo_cnt;
15266         if (!nr_core_relo)
15267                 return 0;
15268         if (nr_core_relo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_core_relo))
15269                 return -EINVAL;
15270
15271         rec_size = attr->core_relo_rec_size;
15272         if (rec_size < MIN_CORE_RELO_SIZE ||
15273             rec_size > MAX_CORE_RELO_SIZE ||
15274             rec_size % sizeof(u32))
15275                 return -EINVAL;
15276
15277         u_core_relo = make_bpfptr(attr->core_relos, uattr.is_kernel);
15278         expected_size = sizeof(struct bpf_core_relo);
15279         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
15280
15281         /* Unlike func_info and line_info, copy and apply each CO-RE
15282          * relocation record one at a time.
15283          */
15284         for (i = 0; i < nr_core_relo; i++) {
15285                 /* future proofing when sizeof(bpf_core_relo) changes */
15286                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(u_core_relo, expected_size, rec_size);
15287                 if (err) {
15288                         if (err == -E2BIG) {
15289                                 verbose(env, "nonzero tailing record in core_relo");
15290                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
15291                                                           offsetof(union bpf_attr, core_relo_rec_size),
15292                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
15293                                         err = -EFAULT;
15294                         }
15295                         break;
15296                 }
15297
15298                 if (copy_from_bpfptr(&core_relo, u_core_relo, ncopy)) {
15299                         err = -EFAULT;
15300                         break;
15301                 }
15302
15303                 if (core_relo.insn_off % 8 || core_relo.insn_off / 8 >= prog->len) {
15304                         verbose(env, "Invalid core_relo[%u].insn_off:%u prog->len:%u\n",
15305                                 i, core_relo.insn_off, prog->len);
15306                         err = -EINVAL;
15307                         break;
15308                 }
15309
15310                 err = bpf_core_apply(&ctx, &core_relo, i,
15311                                      &prog->insnsi[core_relo.insn_off / 8]);
15312                 if (err)
15313                         break;
15314                 bpfptr_add(&u_core_relo, rec_size);
15315         }
15316         return err;
15317 }
15318
15319 static int check_btf_info(struct bpf_verifier_env *env,
15320                           const union bpf_attr *attr,
15321                           bpfptr_t uattr)
15322 {
15323         struct btf *btf;
15324         int err;
15325
15326         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt) {
15327                 if (check_abnormal_return(env))
15328                         return -EINVAL;
15329                 return 0;
15330         }
15331
15332         btf = btf_get_by_fd(attr->prog_btf_fd);
15333         if (IS_ERR(btf))
15334                 return PTR_ERR(btf);
15335         if (btf_is_kernel(btf)) {
15336                 btf_put(btf);
15337                 return -EACCES;
15338         }
15339         env->prog->aux->btf = btf;
15340
15341         err = check_btf_func(env, attr, uattr);
15342         if (err)
15343                 return err;
15344
15345         err = check_btf_line(env, attr, uattr);
15346         if (err)
15347                 return err;
15348
15349         err = check_core_relo(env, attr, uattr);
15350         if (err)
15351                 return err;
15352
15353         return 0;
15354 }
15355
15356 /* check %cur's range satisfies %old's */
15357 static bool range_within(struct bpf_reg_state *old,
15358                          struct bpf_reg_state *cur)
15359 {
15360         return old->umin_value <= cur->umin_value &&
15361                old->umax_value >= cur->umax_value &&
15362                old->smin_value <= cur->smin_value &&
15363                old->smax_value >= cur->smax_value &&
15364                old->u32_min_value <= cur->u32_min_value &&
15365                old->u32_max_value >= cur->u32_max_value &&
15366                old->s32_min_value <= cur->s32_min_value &&
15367                old->s32_max_value >= cur->s32_max_value;
15368 }
15369
15370 /* If in the old state two registers had the same id, then they need to have
15371  * the same id in the new state as well.  But that id could be different from
15372  * the old state, so we need to track the mapping from old to new ids.
15373  * Once we have seen that, say, a reg with old id 5 had new id 9, any subsequent
15374  * regs with old id 5 must also have new id 9 for the new state to be safe.  But
15375  * regs with a different old id could still have new id 9, we don't care about
15376  * that.
15377  * So we look through our idmap to see if this old id has been seen before.  If
15378  * so, we require the new id to match; otherwise, we add the id pair to the map.
15379  */
15380 static bool check_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_idmap *idmap)
15381 {
15382         struct bpf_id_pair *map = idmap->map;
15383         unsigned int i;
15384
15385         /* either both IDs should be set or both should be zero */
15386         if (!!old_id != !!cur_id)
15387                 return false;
15388
15389         if (old_id == 0) /* cur_id == 0 as well */
15390                 return true;
15391
15392         for (i = 0; i < BPF_ID_MAP_SIZE; i++) {
15393                 if (!map[i].old) {
15394                         /* Reached an empty slot; haven't seen this id before */
15395                         map[i].old = old_id;
15396                         map[i].cur = cur_id;
15397                         return true;
15398                 }
15399                 if (map[i].old == old_id)
15400                         return map[i].cur == cur_id;
15401                 if (map[i].cur == cur_id)
15402                         return false;
15403         }
15404         /* We ran out of idmap slots, which should be impossible */
15405         WARN_ON_ONCE(1);
15406         return false;
15407 }
15408
15409 /* Similar to check_ids(), but allocate a unique temporary ID
15410  * for 'old_id' or 'cur_id' of zero.
15411  * This makes pairs like '0 vs unique ID', 'unique ID vs 0' valid.
15412  */
15413 static bool check_scalar_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_idmap *idmap)
15414 {
15415         old_id = old_id ? old_id : ++idmap->tmp_id_gen;
15416         cur_id = cur_id ? cur_id : ++idmap->tmp_id_gen;
15417
15418         return check_ids(old_id, cur_id, idmap);
15419 }
15420
15421 static void clean_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
15422                              struct bpf_func_state *st)
15423 {
15424         enum bpf_reg_liveness live;
15425         int i, j;
15426
15427         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
15428                 live = st->regs[i].live;
15429                 /* liveness must not touch this register anymore */
15430                 st->regs[i].live |= REG_LIVE_DONE;
15431                 if (!(live & REG_LIVE_READ))
15432                         /* since the register is unused, clear its state
15433                          * to make further comparison simpler
15434                          */
15435                         __mark_reg_not_init(env, &st->regs[i]);
15436         }
15437
15438         for (i = 0; i < st->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15439                 live = st->stack[i].spilled_ptr.live;
15440                 /* liveness must not touch this stack slot anymore */
15441                 st->stack[i].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_DONE;
15442                 if (!(live & REG_LIVE_READ)) {
15443                         __mark_reg_not_init(env, &st->stack[i].spilled_ptr);
15444                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
15445                                 st->stack[i].slot_type[j] = STACK_INVALID;
15446                 }
15447         }
15448 }
15449
15450 static void clean_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
15451                                  struct bpf_verifier_state *st)
15452 {
15453         int i;
15454
15455         if (st->frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE)
15456                 /* all regs in this state in all frames were already marked */
15457                 return;
15458
15459         for (i = 0; i <= st->curframe; i++)
15460                 clean_func_state(env, st->frame[i]);
15461 }
15462
15463 /* the parentage chains form a tree.
15464  * the verifier states are added to state lists at given insn and
15465  * pushed into state stack for future exploration.
15466  * when the verifier reaches bpf_exit insn some of the verifer states
15467  * stored in the state lists have their final liveness state already,
15468  * but a lot of states will get revised from liveness point of view when
15469  * the verifier explores other branches.
15470  * Example:
15471  * 1: r0 = 1
15472  * 2: if r1 == 100 goto pc+1
15473  * 3: r0 = 2
15474  * 4: exit
15475  * when the verifier reaches exit insn the register r0 in the state list of
15476  * insn 2 will be seen as !REG_LIVE_READ. Then the verifier pops the other_branch
15477  * of insn 2 and goes exploring further. At the insn 4 it will walk the
15478  * parentage chain from insn 4 into insn 2 and will mark r0 as REG_LIVE_READ.
15479  *
15480  * Since the verifier pushes the branch states as it sees them while exploring
15481  * the program the condition of walking the branch instruction for the second
15482  * time means that all states below this branch were already explored and
15483  * their final liveness marks are already propagated.
15484  * Hence when the verifier completes the search of state list in is_state_visited()
15485  * we can call this clean_live_states() function to mark all liveness states
15486  * as REG_LIVE_DONE to indicate that 'parent' pointers of 'struct bpf_reg_state'
15487  * will not be used.
15488  * This function also clears the registers and stack for states that !READ
15489  * to simplify state merging.
15490  *
15491  * Important note here that walking the same branch instruction in the callee
15492  * doesn't meant that the states are DONE. The verifier has to compare
15493  * the callsites
15494  */
15495 static void clean_live_states(struct bpf_verifier_env *env, int insn,
15496                               struct bpf_verifier_state *cur)
15497 {
15498         struct bpf_verifier_state_list *sl;
15499         int i;
15500
15501         sl = *explored_state(env, insn);
15502         while (sl) {
15503                 if (sl->state.branches)
15504                         goto next;
15505                 if (sl->state.insn_idx != insn ||
15506                     sl->state.curframe != cur->curframe)
15507                         goto next;
15508                 for (i = 0; i <= cur->curframe; i++)
15509                         if (sl->state.frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
15510                                 goto next;
15511                 clean_verifier_state(env, &sl->state);
15512 next:
15513                 sl = sl->next;
15514         }
15515 }
15516
15517 static bool regs_exact(const struct bpf_reg_state *rold,
15518                        const struct bpf_reg_state *rcur,
15519                        struct bpf_idmap *idmap)
15520 {
15521         return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
15522                check_ids(rold->id, rcur->id, idmap) &&
15523                check_ids(rold->ref_obj_id, rcur->ref_obj_id, idmap);
15524 }
15525
15526 /* Returns true if (rold safe implies rcur safe) */
15527 static bool regsafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *rold,
15528                     struct bpf_reg_state *rcur, struct bpf_idmap *idmap)
15529 {
15530         if (!(rold->live & REG_LIVE_READ))
15531                 /* explored state didn't use this */
15532                 return true;
15533         if (rold->type == NOT_INIT)
15534                 /* explored state can't have used this */
15535                 return true;
15536         if (rcur->type == NOT_INIT)
15537                 return false;
15538
15539         /* Enforce that register types have to match exactly, including their
15540          * modifiers (like PTR_MAYBE_NULL, MEM_RDONLY, etc), as a general
15541          * rule.
15542          *
15543          * One can make a point that using a pointer register as unbounded
15544          * SCALAR would be technically acceptable, but this could lead to
15545          * pointer leaks because scalars are allowed to leak while pointers
15546          * are not. We could make this safe in special cases if root is
15547          * calling us, but it's probably not worth the hassle.
15548          *
15549          * Also, register types that are *not* MAYBE_NULL could technically be
15550          * safe to use as their MAYBE_NULL variants (e.g., PTR_TO_MAP_VALUE
15551          * is safe to be used as PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, provided both point
15552          * to the same map).
15553          * However, if the old MAYBE_NULL register then got NULL checked,
15554          * doing so could have affected others with the same id, and we can't
15555          * check for that because we lost the id when we converted to
15556          * a non-MAYBE_NULL variant.
15557          * So, as a general rule we don't allow mixing MAYBE_NULL and
15558          * non-MAYBE_NULL registers as well.
15559          */
15560         if (rold->type != rcur->type)
15561                 return false;
15562
15563         switch (base_type(rold->type)) {
15564         case SCALAR_VALUE:
15565                 if (env->explore_alu_limits) {
15566                         /* explore_alu_limits disables tnum_in() and range_within()
15567                          * logic and requires everything to be strict
15568                          */
15569                         return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
15570                                check_scalar_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
15571                 }
15572                 if (!rold->precise)
15573                         return true;
15574                 /* Why check_ids() for scalar registers?
15575                  *
15576                  * Consider the following BPF code:
15577                  *   1: r6 = ... unbound scalar, ID=a ...
15578                  *   2: r7 = ... unbound scalar, ID=b ...
15579                  *   3: if (r6 > r7) goto +1
15580                  *   4: r6 = r7
15581                  *   5: if (r6 > X) goto ...
15582                  *   6: ... memory operation using r7 ...
15583                  *
15584                  * First verification path is [1-6]:
15585                  * - at (4) same bpf_reg_state::id (b) would be assigned to r6 and r7;
15586                  * - at (5) r6 would be marked <= X, find_equal_scalars() would also mark
15587                  *   r7 <= X, because r6 and r7 share same id.
15588                  * Next verification path is [1-4, 6].
15589                  *
15590                  * Instruction (6) would be reached in two states:
15591                  *   I.  r6{.id=b}, r7{.id=b} via path 1-6;
15592                  *   II. r6{.id=a}, r7{.id=b} via path 1-4, 6.
15593                  *
15594                  * Use check_ids() to distinguish these states.
15595                  * ---
15596                  * Also verify that new value satisfies old value range knowledge.
15597                  */
15598                 return range_within(rold, rcur) &&
15599                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off) &&
15600                        check_scalar_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
15601         case PTR_TO_MAP_KEY:
15602         case PTR_TO_MAP_VALUE:
15603         case PTR_TO_MEM:
15604         case PTR_TO_BUF:
15605         case PTR_TO_TP_BUFFER:
15606                 /* If the new min/max/var_off satisfy the old ones and
15607                  * everything else matches, we are OK.
15608                  */
15609                 return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off)) == 0 &&
15610                        range_within(rold, rcur) &&
15611                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off) &&
15612                        check_ids(rold->id, rcur->id, idmap) &&
15613                        check_ids(rold->ref_obj_id, rcur->ref_obj_id, idmap);
15614         case PTR_TO_PACKET_META:
15615         case PTR_TO_PACKET:
15616                 /* We must have at least as much range as the old ptr
15617                  * did, so that any accesses which were safe before are
15618                  * still safe.  This is true even if old range < old off,
15619                  * since someone could have accessed through (ptr - k), or
15620                  * even done ptr -= k in a register, to get a safe access.
15621                  */
15622                 if (rold->range > rcur->range)
15623                         return false;
15624                 /* If the offsets don't match, we can't trust our alignment;
15625                  * nor can we be sure that we won't fall out of range.
15626                  */
15627                 if (rold->off != rcur->off)
15628                         return false;
15629                 /* id relations must be preserved */
15630                 if (!check_ids(rold->id, rcur->id, idmap))
15631                         return false;
15632                 /* new val must satisfy old val knowledge */
15633                 return range_within(rold, rcur) &&
15634                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
15635         case PTR_TO_STACK:
15636                 /* two stack pointers are equal only if they're pointing to
15637                  * the same stack frame, since fp-8 in foo != fp-8 in bar
15638                  */
15639                 return regs_exact(rold, rcur, idmap) && rold->frameno == rcur->frameno;
15640         default:
15641                 return regs_exact(rold, rcur, idmap);
15642         }
15643 }
15644
15645 static bool stacksafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
15646                       struct bpf_func_state *cur, struct bpf_idmap *idmap)
15647 {
15648         int i, spi;
15649
15650         /* walk slots of the explored stack and ignore any additional
15651          * slots in the current stack, since explored(safe) state
15652          * didn't use them
15653          */
15654         for (i = 0; i < old->allocated_stack; i++) {
15655                 struct bpf_reg_state *old_reg, *cur_reg;
15656
15657                 spi = i / BPF_REG_SIZE;
15658
15659                 if (!(old->stack[spi].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ)) {
15660                         i += BPF_REG_SIZE - 1;
15661                         /* explored state didn't use this */
15662                         continue;
15663                 }
15664
15665                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_INVALID)
15666                         continue;
15667
15668                 if (env->allow_uninit_stack &&
15669                     old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC)
15670                         continue;
15671
15672                 /* explored stack has more populated slots than current stack
15673                  * and these slots were used
15674                  */
15675                 if (i >= cur->allocated_stack)
15676                         return false;
15677
15678                 /* if old state was safe with misc data in the stack
15679                  * it will be safe with zero-initialized stack.
15680                  * The opposite is not true
15681                  */
15682                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC &&
15683                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO)
15684                         continue;
15685                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
15686                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
15687                         /* Ex: old explored (safe) state has STACK_SPILL in
15688                          * this stack slot, but current has STACK_MISC ->
15689                          * this verifier states are not equivalent,
15690                          * return false to continue verification of this path
15691                          */
15692                         return false;
15693                 if (i % BPF_REG_SIZE != BPF_REG_SIZE - 1)
15694                         continue;
15695                 /* Both old and cur are having same slot_type */
15696                 switch (old->stack[spi].slot_type[BPF_REG_SIZE - 1]) {
15697                 case STACK_SPILL:
15698                         /* when explored and current stack slot are both storing
15699                          * spilled registers, check that stored pointers types
15700                          * are the same as well.
15701                          * Ex: explored safe path could have stored
15702                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -8}
15703                          * but current path has stored:
15704                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -16}
15705                          * such verifier states are not equivalent.
15706                          * return false to continue verification of this path
15707                          */
15708                         if (!regsafe(env, &old->stack[spi].spilled_ptr,
15709                                      &cur->stack[spi].spilled_ptr, idmap))
15710                                 return false;
15711                         break;
15712                 case STACK_DYNPTR:
15713                         old_reg = &old->stack[spi].spilled_ptr;
15714                         cur_reg = &cur->stack[spi].spilled_ptr;
15715                         if (old_reg->dynptr.type != cur_reg->dynptr.type ||
15716                             old_reg->dynptr.first_slot != cur_reg->dynptr.first_slot ||
15717                             !check_ids(old_reg->ref_obj_id, cur_reg->ref_obj_id, idmap))
15718                                 return false;
15719                         break;
15720                 case STACK_ITER:
15721                         old_reg = &old->stack[spi].spilled_ptr;
15722                         cur_reg = &cur->stack[spi].spilled_ptr;
15723                         /* iter.depth is not compared between states as it
15724                          * doesn't matter for correctness and would otherwise
15725                          * prevent convergence; we maintain it only to prevent
15726                          * infinite loop check triggering, see
15727                          * iter_active_depths_differ()
15728                          */
15729                         if (old_reg->iter.btf != cur_reg->iter.btf ||
15730                             old_reg->iter.btf_id != cur_reg->iter.btf_id ||
15731                             old_reg->iter.state != cur_reg->iter.state ||
15732                             /* ignore {old_reg,cur_reg}->iter.depth, see above */
15733                             !check_ids(old_reg->ref_obj_id, cur_reg->ref_obj_id, idmap))
15734                                 return false;
15735                         break;
15736                 case STACK_MISC:
15737                 case STACK_ZERO:
15738                 case STACK_INVALID:
15739                         continue;
15740                 /* Ensure that new unhandled slot types return false by default */
15741                 default:
15742                         return false;
15743                 }
15744         }
15745         return true;
15746 }
15747
15748 static bool refsafe(struct bpf_func_state *old, struct bpf_func_state *cur,
15749                     struct bpf_idmap *idmap)
15750 {
15751         int i;
15752
15753         if (old->acquired_refs != cur->acquired_refs)
15754                 return false;
15755
15756         for (i = 0; i < old->acquired_refs; i++) {
15757                 if (!check_ids(old->refs[i].id, cur->refs[i].id, idmap))
15758                         return false;
15759         }
15760
15761         return true;
15762 }
15763
15764 /* compare two verifier states
15765  *
15766  * all states stored in state_list are known to be valid, since
15767  * verifier reached 'bpf_exit' instruction through them
15768  *
15769  * this function is called when verifier exploring different branches of
15770  * execution popped from the state stack. If it sees an old state that has
15771  * more strict register state and more strict stack state then this execution
15772  * branch doesn't need to be explored further, since verifier already
15773  * concluded that more strict state leads to valid finish.
15774  *
15775  * Therefore two states are equivalent if register state is more conservative
15776  * and explored stack state is more conservative than the current one.
15777  * Example:
15778  *       explored                   current
15779  * (slot1=INV slot2=MISC) == (slot1=MISC slot2=MISC)
15780  * (slot1=MISC slot2=MISC) != (slot1=INV slot2=MISC)
15781  *
15782  * In other words if current stack state (one being explored) has more
15783  * valid slots than old one that already passed validation, it means
15784  * the verifier can stop exploring and conclude that current state is valid too
15785  *
15786  * Similarly with registers. If explored state has register type as invalid
15787  * whereas register type in current state is meaningful, it means that
15788  * the current state will reach 'bpf_exit' instruction safely
15789  */
15790 static bool func_states_equal(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
15791                               struct bpf_func_state *cur)
15792 {
15793         int i;
15794
15795         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
15796                 if (!regsafe(env, &old->regs[i], &cur->regs[i],
15797                              &env->idmap_scratch))
15798                         return false;
15799
15800         if (!stacksafe(env, old, cur, &env->idmap_scratch))
15801                 return false;
15802
15803         if (!refsafe(old, cur, &env->idmap_scratch))
15804                 return false;
15805
15806         return true;
15807 }
15808
15809 static bool states_equal(struct bpf_verifier_env *env,
15810                          struct bpf_verifier_state *old,
15811                          struct bpf_verifier_state *cur)
15812 {
15813         int i;
15814
15815         if (old->curframe != cur->curframe)
15816                 return false;
15817
15818         env->idmap_scratch.tmp_id_gen = env->id_gen;
15819         memset(&env->idmap_scratch.map, 0, sizeof(env->idmap_scratch.map));
15820
15821         /* Verification state from speculative execution simulation
15822          * must never prune a non-speculative execution one.
15823          */
15824         if (old->speculative && !cur->speculative)
15825                 return false;
15826
15827         if (old->active_lock.ptr != cur->active_lock.ptr)
15828                 return false;
15829
15830         /* Old and cur active_lock's have to be either both present
15831          * or both absent.
15832          */
15833         if (!!old->active_lock.id != !!cur->active_lock.id)
15834                 return false;
15835
15836         if (old->active_lock.id &&
15837             !check_ids(old->active_lock.id, cur->active_lock.id, &env->idmap_scratch))
15838                 return false;
15839
15840         if (old->active_rcu_lock != cur->active_rcu_lock)
15841                 return false;
15842
15843         /* for states to be equal callsites have to be the same
15844          * and all frame states need to be equivalent
15845          */
15846         for (i = 0; i <= old->curframe; i++) {
15847                 if (old->frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
15848                         return false;
15849                 if (!func_states_equal(env, old->frame[i], cur->frame[i]))
15850                         return false;
15851         }
15852         return true;
15853 }
15854
15855 /* Return 0 if no propagation happened. Return negative error code if error
15856  * happened. Otherwise, return the propagated bit.
15857  */
15858 static int propagate_liveness_reg(struct bpf_verifier_env *env,
15859                                   struct bpf_reg_state *reg,
15860                                   struct bpf_reg_state *parent_reg)
15861 {
15862         u8 parent_flag = parent_reg->live & REG_LIVE_READ;
15863         u8 flag = reg->live & REG_LIVE_READ;
15864         int err;
15865
15866         /* When comes here, read flags of PARENT_REG or REG could be any of
15867          * REG_LIVE_READ64, REG_LIVE_READ32, REG_LIVE_NONE. There is no need
15868          * of propagation if PARENT_REG has strongest REG_LIVE_READ64.
15869          */
15870         if (parent_flag == REG_LIVE_READ64 ||
15871             /* Or if there is no read flag from REG. */
15872             !flag ||
15873             /* Or if the read flag from REG is the same as PARENT_REG. */
15874             parent_flag == flag)
15875                 return 0;
15876
15877         err = mark_reg_read(env, reg, parent_reg, flag);
15878         if (err)
15879                 return err;
15880
15881         return flag;
15882 }
15883
15884 /* A write screens off any subsequent reads; but write marks come from the
15885  * straight-line code between a state and its parent.  When we arrive at an
15886  * equivalent state (jump target or such) we didn't arrive by the straight-line
15887  * code, so read marks in the state must propagate to the parent regardless
15888  * of the state's write marks. That's what 'parent == state->parent' comparison
15889  * in mark_reg_read() is for.
15890  */
15891 static int propagate_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
15892                               const struct bpf_verifier_state *vstate,
15893                               struct bpf_verifier_state *vparent)
15894 {
15895         struct bpf_reg_state *state_reg, *parent_reg;
15896         struct bpf_func_state *state, *parent;
15897         int i, frame, err = 0;
15898
15899         if (vparent->curframe != vstate->curframe) {
15900                 WARN(1, "propagate_live: parent frame %d current frame %d\n",
15901                      vparent->curframe, vstate->curframe);
15902                 return -EFAULT;
15903         }
15904         /* Propagate read liveness of registers... */
15905         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_FP + 1 != MAX_BPF_REG);
15906         for (frame = 0; frame <= vstate->curframe; frame++) {
15907                 parent = vparent->frame[frame];
15908                 state = vstate->frame[frame];
15909                 parent_reg = parent->regs;
15910                 state_reg = state->regs;
15911                 /* We don't need to worry about FP liveness, it's read-only */
15912                 for (i = frame < vstate->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
15913                         err = propagate_liveness_reg(env, &state_reg[i],
15914                                                      &parent_reg[i]);
15915                         if (err < 0)
15916                                 return err;
15917                         if (err == REG_LIVE_READ64)
15918                                 mark_insn_zext(env, &parent_reg[i]);
15919                 }
15920
15921                 /* Propagate stack slots. */
15922                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE &&
15923                             i < parent->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15924                         parent_reg = &parent->stack[i].spilled_ptr;
15925                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
15926                         err = propagate_liveness_reg(env, state_reg,
15927                                                      parent_reg);
15928                         if (err < 0)
15929                                 return err;
15930                 }
15931         }
15932         return 0;
15933 }
15934
15935 /* find precise scalars in the previous equivalent state and
15936  * propagate them into the current state
15937  */
15938 static int propagate_precision(struct bpf_verifier_env *env,
15939                                const struct bpf_verifier_state *old)
15940 {
15941         struct bpf_reg_state *state_reg;
15942         struct bpf_func_state *state;
15943         int i, err = 0, fr;
15944         bool first;
15945
15946         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
15947                 state = old->frame[fr];
15948                 state_reg = state->regs;
15949                 first = true;
15950                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++, state_reg++) {
15951                         if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
15952                             !state_reg->precise ||
15953                             !(state_reg->live & REG_LIVE_READ))
15954                                 continue;
15955                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
15956                                 if (first)
15957                                         verbose(env, "frame %d: propagating r%d", fr, i);
15958                                 else
15959                                         verbose(env, ",r%d", i);
15960                         }
15961                         bt_set_frame_reg(&env->bt, fr, i);
15962                         first = false;
15963                 }
15964
15965                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15966                         if (!is_spilled_reg(&state->stack[i]))
15967                                 continue;
15968                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
15969                         if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
15970                             !state_reg->precise ||
15971                             !(state_reg->live & REG_LIVE_READ))
15972                                 continue;
15973                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
15974                                 if (first)
15975                                         verbose(env, "frame %d: propagating fp%d",
15976                                                 fr, (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
15977                                 else
15978                                         verbose(env, ",fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
15979                         }
15980                         bt_set_frame_slot(&env->bt, fr, i);
15981                         first = false;
15982                 }
15983                 if (!first)
15984                         verbose(env, "\n");
15985         }
15986
15987         err = mark_chain_precision_batch(env);
15988         if (err < 0)
15989                 return err;
15990
15991         return 0;
15992 }
15993
15994 static bool states_maybe_looping(struct bpf_verifier_state *old,
15995                                  struct bpf_verifier_state *cur)
15996 {
15997         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
15998         int i, fr = cur->curframe;
15999
16000         if (old->curframe != fr)
16001                 return false;
16002
16003         fold = old->frame[fr];
16004         fcur = cur->frame[fr];
16005         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
16006                 if (memcmp(&fold->regs[i], &fcur->regs[i],
16007                            offsetof(struct bpf_reg_state, parent)))
16008                         return false;
16009         return true;
16010 }
16011
16012 static bool is_iter_next_insn(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
16013 {
16014         return env->insn_aux_data[insn_idx].is_iter_next;
16015 }
16016
16017 /* is_state_visited() handles iter_next() (see process_iter_next_call() for
16018  * terminology) calls specially: as opposed to bounded BPF loops, it *expects*
16019  * states to match, which otherwise would look like an infinite loop. So while
16020  * iter_next() calls are taken care of, we still need to be careful and
16021  * prevent erroneous and too eager declaration of "ininite loop", when
16022  * iterators are involved.
16023  *
16024  * Here's a situation in pseudo-BPF assembly form:
16025  *
16026  *   0: again:                          ; set up iter_next() call args
16027  *   1:   r1 = &it                      ; <CHECKPOINT HERE>
16028  *   2:   call bpf_iter_num_next        ; this is iter_next() call
16029  *   3:   if r0 == 0 goto done
16030  *   4:   ... something useful here ...
16031  *   5:   goto again                    ; another iteration
16032  *   6: done:
16033  *   7:   r1 = &it
16034  *   8:   call bpf_iter_num_destroy     ; clean up iter state
16035  *   9:   exit
16036  *
16037  * This is a typical loop. Let's assume that we have a prune point at 1:,
16038  * before we get to `call bpf_iter_num_next` (e.g., because of that `goto
16039  * again`, assuming other heuristics don't get in a way).
16040  *
16041  * When we first time come to 1:, let's say we have some state X. We proceed
16042  * to 2:, fork states, enqueue ACTIVE, validate NULL case successfully, exit.
16043  * Now we come back to validate that forked ACTIVE state. We proceed through
16044  * 3-5, come to goto, jump to 1:. Let's assume our state didn't change, so we
16045  * are converging. But the problem is that we don't know that yet, as this
16046  * convergence has to happen at iter_next() call site only. So if nothing is
16047  * done, at 1: verifier will use bounded loop logic and declare infinite
16048  * looping (and would be *technically* correct, if not for iterator's
16049  * "eventual sticky NULL" contract, see process_iter_next_call()). But we
16050  * don't want that. So what we do in process_iter_next_call() when we go on
16051  * another ACTIVE iteration, we bump slot->iter.depth, to mark that it's
16052  * a different iteration. So when we suspect an infinite loop, we additionally
16053  * check if any of the *ACTIVE* iterator states depths differ. If yes, we
16054  * pretend we are not looping and wait for next iter_next() call.
16055  *
16056  * This only applies to ACTIVE state. In DRAINED state we don't expect to
16057  * loop, because that would actually mean infinite loop, as DRAINED state is
16058  * "sticky", and so we'll keep returning into the same instruction with the
16059  * same state (at least in one of possible code paths).
16060  *
16061  * This approach allows to keep infinite loop heuristic even in the face of
16062  * active iterator. E.g., C snippet below is and will be detected as
16063  * inifintely looping:
16064  *
16065  *   struct bpf_iter_num it;
16066  *   int *p, x;
16067  *
16068  *   bpf_iter_num_new(&it, 0, 10);
16069  *   while ((p = bpf_iter_num_next(&t))) {
16070  *       x = p;
16071  *       while (x--) {} // <<-- infinite loop here
16072  *   }
16073  *
16074  */
16075 static bool iter_active_depths_differ(struct bpf_verifier_state *old, struct bpf_verifier_state *cur)
16076 {
16077         struct bpf_reg_state *slot, *cur_slot;
16078         struct bpf_func_state *state;
16079         int i, fr;
16080
16081         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
16082                 state = old->frame[fr];
16083                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
16084                         if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_ITER)
16085                                 continue;
16086
16087                         slot = &state->stack[i].spilled_ptr;
16088                         if (slot->iter.state != BPF_ITER_STATE_ACTIVE)
16089                                 continue;
16090
16091                         cur_slot = &cur->frame[fr]->stack[i].spilled_ptr;
16092                         if (cur_slot->iter.depth != slot->iter.depth)
16093                                 return true;
16094                 }
16095         }
16096         return false;
16097 }
16098
16099 static int is_state_visited(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
16100 {
16101         struct bpf_verifier_state_list *new_sl;
16102         struct bpf_verifier_state_list *sl, **pprev;
16103         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state, *new;
16104         int i, j, err, states_cnt = 0;
16105         bool force_new_state = env->test_state_freq || is_force_checkpoint(env, insn_idx);
16106         bool add_new_state = force_new_state;
16107
16108         /* bpf progs typically have pruning point every 4 instructions
16109          * http://vger.kernel.org/bpfconf2019.html#session-1
16110          * Do not add new state for future pruning if the verifier hasn't seen
16111          * at least 2 jumps and at least 8 instructions.
16112          * This heuristics helps decrease 'total_states' and 'peak_states' metric.
16113          * In tests that amounts to up to 50% reduction into total verifier
16114          * memory consumption and 20% verifier time speedup.
16115          */
16116         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed >= 2 &&
16117             env->insn_processed - env->prev_insn_processed >= 8)
16118                 add_new_state = true;
16119
16120         pprev = explored_state(env, insn_idx);
16121         sl = *pprev;
16122
16123         clean_live_states(env, insn_idx, cur);
16124
16125         while (sl) {
16126                 states_cnt++;
16127                 if (sl->state.insn_idx != insn_idx)
16128                         goto next;
16129
16130                 if (sl->state.branches) {
16131                         struct bpf_func_state *frame = sl->state.frame[sl->state.curframe];
16132
16133                         if (frame->in_async_callback_fn &&
16134                             frame->async_entry_cnt != cur->frame[cur->curframe]->async_entry_cnt) {
16135                                 /* Different async_entry_cnt means that the verifier is
16136                                  * processing another entry into async callback.
16137                                  * Seeing the same state is not an indication of infinite
16138                                  * loop or infinite recursion.
16139                                  * But finding the same state doesn't mean that it's safe
16140                                  * to stop processing the current state. The previous state
16141                                  * hasn't yet reached bpf_exit, since state.branches > 0.
16142                                  * Checking in_async_callback_fn alone is not enough either.
16143                                  * Since the verifier still needs to catch infinite loops
16144                                  * inside async callbacks.
16145                                  */
16146                                 goto skip_inf_loop_check;
16147                         }
16148                         /* BPF open-coded iterators loop detection is special.
16149                          * states_maybe_looping() logic is too simplistic in detecting
16150                          * states that *might* be equivalent, because it doesn't know
16151                          * about ID remapping, so don't even perform it.
16152                          * See process_iter_next_call() and iter_active_depths_differ()
16153                          * for overview of the logic. When current and one of parent
16154                          * states are detected as equivalent, it's a good thing: we prove
16155                          * convergence and can stop simulating further iterations.
16156                          * It's safe to assume that iterator loop will finish, taking into
16157                          * account iter_next() contract of eventually returning
16158                          * sticky NULL result.
16159                          */
16160                         if (is_iter_next_insn(env, insn_idx)) {
16161                                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
16162                                         struct bpf_func_state *cur_frame;
16163                                         struct bpf_reg_state *iter_state, *iter_reg;
16164                                         int spi;
16165
16166                                         cur_frame = cur->frame[cur->curframe];
16167                                         /* btf_check_iter_kfuncs() enforces that
16168                                          * iter state pointer is always the first arg
16169                                          */
16170                                         iter_reg = &cur_frame->regs[BPF_REG_1];
16171                                         /* current state is valid due to states_equal(),
16172                                          * so we can assume valid iter and reg state,
16173                                          * no need for extra (re-)validations
16174                                          */
16175                                         spi = __get_spi(iter_reg->off + iter_reg->var_off.value);
16176                                         iter_state = &func(env, iter_reg)->stack[spi].spilled_ptr;
16177                                         if (iter_state->iter.state == BPF_ITER_STATE_ACTIVE)
16178                                                 goto hit;
16179                                 }
16180                                 goto skip_inf_loop_check;
16181                         }
16182                         /* attempt to detect infinite loop to avoid unnecessary doomed work */
16183                         if (states_maybe_looping(&sl->state, cur) &&
16184                             states_equal(env, &sl->state, cur) &&
16185                             !iter_active_depths_differ(&sl->state, cur)) {
16186                                 verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
16187                                 verbose(env, "infinite loop detected at insn %d\n", insn_idx);
16188                                 return -EINVAL;
16189                         }
16190                         /* if the verifier is processing a loop, avoid adding new state
16191                          * too often, since different loop iterations have distinct
16192                          * states and may not help future pruning.
16193                          * This threshold shouldn't be too low to make sure that
16194                          * a loop with large bound will be rejected quickly.
16195                          * The most abusive loop will be:
16196                          * r1 += 1
16197                          * if r1 < 1000000 goto pc-2
16198                          * 1M insn_procssed limit / 100 == 10k peak states.
16199                          * This threshold shouldn't be too high either, since states
16200                          * at the end of the loop are likely to be useful in pruning.
16201                          */
16202 skip_inf_loop_check:
16203                         if (!force_new_state &&
16204                             env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed < 20 &&
16205                             env->insn_processed - env->prev_insn_processed < 100)
16206                                 add_new_state = false;
16207                         goto miss;
16208                 }
16209                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
16210 hit:
16211                         sl->hit_cnt++;
16212                         /* reached equivalent register/stack state,
16213                          * prune the search.
16214                          * Registers read by the continuation are read by us.
16215                          * If we have any write marks in env->cur_state, they
16216                          * will prevent corresponding reads in the continuation
16217                          * from reaching our parent (an explored_state).  Our
16218                          * own state will get the read marks recorded, but
16219                          * they'll be immediately forgotten as we're pruning
16220                          * this state and will pop a new one.
16221                          */
16222                         err = propagate_liveness(env, &sl->state, cur);
16223
16224                         /* if previous state reached the exit with precision and
16225                          * current state is equivalent to it (except precsion marks)
16226                          * the precision needs to be propagated back in
16227                          * the current state.
16228                          */
16229                         err = err ? : push_jmp_history(env, cur);
16230                         err = err ? : propagate_precision(env, &sl->state);
16231                         if (err)
16232                                 return err;
16233                         return 1;
16234                 }
16235 miss:
16236                 /* when new state is not going to be added do not increase miss count.
16237                  * Otherwise several loop iterations will remove the state
16238                  * recorded earlier. The goal of these heuristics is to have
16239                  * states from some iterations of the loop (some in the beginning
16240                  * and some at the end) to help pruning.
16241                  */
16242                 if (add_new_state)
16243                         sl->miss_cnt++;
16244                 /* heuristic to determine whether this state is beneficial
16245                  * to keep checking from state equivalence point of view.
16246                  * Higher numbers increase max_states_per_insn and verification time,
16247                  * but do not meaningfully decrease insn_processed.
16248                  */
16249                 if (sl->miss_cnt > sl->hit_cnt * 3 + 3) {
16250                         /* the state is unlikely to be useful. Remove it to
16251                          * speed up verification
16252                          */
16253                         *pprev = sl->next;
16254                         if (sl->state.frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE) {
16255                                 u32 br = sl->state.branches;
16256
16257                                 WARN_ONCE(br,
16258                                           "BUG live_done but branches_to_explore %d\n",
16259                                           br);
16260                                 free_verifier_state(&sl->state, false);
16261                                 kfree(sl);
16262                                 env->peak_states--;
16263                         } else {
16264                                 /* cannot free this state, since parentage chain may
16265                                  * walk it later. Add it for free_list instead to
16266                                  * be freed at the end of verification
16267                                  */
16268                                 sl->next = env->free_list;
16269                                 env->free_list = sl;
16270                         }
16271                         sl = *pprev;
16272                         continue;
16273                 }
16274 next:
16275                 pprev = &sl->next;
16276                 sl = *pprev;
16277         }
16278
16279         if (env->max_states_per_insn < states_cnt)
16280                 env->max_states_per_insn = states_cnt;
16281
16282         if (!env->bpf_capable && states_cnt > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES)
16283                 return 0;
16284
16285         if (!add_new_state)
16286                 return 0;
16287
16288         /* There were no equivalent states, remember the current one.
16289          * Technically the current state is not proven to be safe yet,
16290          * but it will either reach outer most bpf_exit (which means it's safe)
16291          * or it will be rejected. When there are no loops the verifier won't be
16292          * seeing this tuple (frame[0].callsite, frame[1].callsite, .. insn_idx)
16293          * again on the way to bpf_exit.
16294          * When looping the sl->state.branches will be > 0 and this state
16295          * will not be considered for equivalence until branches == 0.
16296          */
16297         new_sl = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state_list), GFP_KERNEL);
16298         if (!new_sl)
16299                 return -ENOMEM;
16300         env->total_states++;
16301         env->peak_states++;
16302         env->prev_jmps_processed = env->jmps_processed;
16303         env->prev_insn_processed = env->insn_processed;
16304
16305         /* forget precise markings we inherited, see __mark_chain_precision */
16306         if (env->bpf_capable)
16307                 mark_all_scalars_imprecise(env, cur);
16308
16309         /* add new state to the head of linked list */
16310         new = &new_sl->state;
16311         err = copy_verifier_state(new, cur);
16312         if (err) {
16313                 free_verifier_state(new, false);
16314                 kfree(new_sl);
16315                 return err;
16316         }
16317         new->insn_idx = insn_idx;
16318         WARN_ONCE(new->branches != 1,
16319                   "BUG is_state_visited:branches_to_explore=%d insn %d\n", new->branches, insn_idx);
16320
16321         cur->parent = new;
16322         cur->first_insn_idx = insn_idx;
16323         clear_jmp_history(cur);
16324         new_sl->next = *explored_state(env, insn_idx);
16325         *explored_state(env, insn_idx) = new_sl;
16326         /* connect new state to parentage chain. Current frame needs all
16327          * registers connected. Only r6 - r9 of the callers are alive (pushed
16328          * to the stack implicitly by JITs) so in callers' frames connect just
16329          * r6 - r9 as an optimization. Callers will have r1 - r5 connected to
16330          * the state of the call instruction (with WRITTEN set), and r0 comes
16331          * from callee with its full parentage chain, anyway.
16332          */
16333         /* clear write marks in current state: the writes we did are not writes
16334          * our child did, so they don't screen off its reads from us.
16335          * (There are no read marks in current state, because reads always mark
16336          * their parent and current state never has children yet.  Only
16337          * explored_states can get read marks.)
16338          */
16339         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
16340                 for (i = j < cur->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++)
16341                         cur->frame[j]->regs[i].parent = &new->frame[j]->regs[i];
16342                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++)
16343                         cur->frame[j]->regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
16344         }
16345
16346         /* all stack frames are accessible from callee, clear them all */
16347         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
16348                 struct bpf_func_state *frame = cur->frame[j];
16349                 struct bpf_func_state *newframe = new->frame[j];
16350
16351                 for (i = 0; i < frame->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
16352                         frame->stack[i].spilled_ptr.live = REG_LIVE_NONE;
16353                         frame->stack[i].spilled_ptr.parent =
16354                                                 &newframe->stack[i].spilled_ptr;
16355                 }
16356         }
16357         return 0;
16358 }
16359
16360 /* Return true if it's OK to have the same insn return a different type. */
16361 static bool reg_type_mismatch_ok(enum bpf_reg_type type)
16362 {
16363         switch (base_type(type)) {
16364         case PTR_TO_CTX:
16365         case PTR_TO_SOCKET:
16366         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
16367         case PTR_TO_TCP_SOCK:
16368         case PTR_TO_XDP_SOCK:
16369         case PTR_TO_BTF_ID:
16370                 return false;
16371         default:
16372                 return true;
16373         }
16374 }
16375
16376 /* If an instruction was previously used with particular pointer types, then we
16377  * need to be careful to avoid cases such as the below, where it may be ok
16378  * for one branch accessing the pointer, but not ok for the other branch:
16379  *
16380  * R1 = sock_ptr
16381  * goto X;
16382  * ...
16383  * R1 = some_other_valid_ptr;
16384  * goto X;
16385  * ...
16386  * R2 = *(u32 *)(R1 + 0);
16387  */
16388 static bool reg_type_mismatch(enum bpf_reg_type src, enum bpf_reg_type prev)
16389 {
16390         return src != prev && (!reg_type_mismatch_ok(src) ||
16391                                !reg_type_mismatch_ok(prev));
16392 }
16393
16394 static int save_aux_ptr_type(struct bpf_verifier_env *env, enum bpf_reg_type type,
16395                              bool allow_trust_missmatch)
16396 {
16397         enum bpf_reg_type *prev_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
16398
16399         if (*prev_type == NOT_INIT) {
16400                 /* Saw a valid insn
16401                  * dst_reg = *(u32 *)(src_reg + off)
16402                  * save type to validate intersecting paths
16403                  */
16404                 *prev_type = type;
16405         } else if (reg_type_mismatch(type, *prev_type)) {
16406                 /* Abuser program is trying to use the same insn
16407                  * dst_reg = *(u32*) (src_reg + off)
16408                  * with different pointer types:
16409                  * src_reg == ctx in one branch and
16410                  * src_reg == stack|map in some other branch.
16411                  * Reject it.
16412                  */
16413                 if (allow_trust_missmatch &&
16414                     base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID &&
16415                     base_type(*prev_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
16416                         /*
16417                          * Have to support a use case when one path through
16418                          * the program yields TRUSTED pointer while another
16419                          * is UNTRUSTED. Fallback to UNTRUSTED to generate
16420                          * BPF_PROBE_MEM/BPF_PROBE_MEMSX.
16421                          */
16422                         *prev_type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED;
16423                 } else {
16424                         verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
16425                         return -EINVAL;
16426                 }
16427         }
16428
16429         return 0;
16430 }
16431
16432 static int do_check(struct bpf_verifier_env *env)
16433 {
16434         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
16435         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
16436         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
16437         struct bpf_reg_state *regs;
16438         int insn_cnt = env->prog->len;
16439         bool do_print_state = false;
16440         int prev_insn_idx = -1;
16441
16442         for (;;) {
16443                 struct bpf_insn *insn;
16444                 u8 class;
16445                 int err;
16446
16447                 env->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
16448                 if (env->insn_idx >= insn_cnt) {
16449                         verbose(env, "invalid insn idx %d insn_cnt %d\n",
16450                                 env->insn_idx, insn_cnt);
16451                         return -EFAULT;
16452                 }
16453
16454                 insn = &insns[env->insn_idx];
16455                 class = BPF_CLASS(insn->code);
16456
16457                 if (++env->insn_processed > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS) {
16458                         verbose(env,
16459                                 "BPF program is too large. Processed %d insn\n",
16460                                 env->insn_processed);
16461                         return -E2BIG;
16462                 }
16463
16464                 state->last_insn_idx = env->prev_insn_idx;
16465
16466                 if (is_prune_point(env, env->insn_idx)) {
16467                         err = is_state_visited(env, env->insn_idx);
16468                         if (err < 0)
16469                                 return err;
16470                         if (err == 1) {
16471                                 /* found equivalent state, can prune the search */
16472                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
16473                                         if (do_print_state)
16474                                                 verbose(env, "\nfrom %d to %d%s: safe\n",
16475                                                         env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
16476                                                         env->cur_state->speculative ?
16477                                                         " (speculative execution)" : "");
16478                                         else
16479                                                 verbose(env, "%d: safe\n", env->insn_idx);
16480                                 }
16481                                 goto process_bpf_exit;
16482                         }
16483                 }
16484
16485                 if (is_jmp_point(env, env->insn_idx)) {
16486                         err = push_jmp_history(env, state);
16487                         if (err)
16488                                 return err;
16489                 }
16490
16491                 if (signal_pending(current))
16492                         return -EAGAIN;
16493
16494                 if (need_resched())
16495                         cond_resched();
16496
16497                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2 && do_print_state) {
16498                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s:",
16499                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
16500                                 env->cur_state->speculative ?
16501                                 " (speculative execution)" : "");
16502                         print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe], true);
16503                         do_print_state = false;
16504                 }
16505
16506                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
16507                         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
16508                                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
16509                                 .cb_print       = verbose,
16510                                 .private_data   = env,
16511                         };
16512
16513                         if (verifier_state_scratched(env))
16514                                 print_insn_state(env, state->frame[state->curframe]);
16515
16516                         verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
16517                         env->prev_log_pos = env->log.end_pos;
16518                         verbose(env, "%d: ", env->insn_idx);
16519                         print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
16520                         env->prev_insn_print_pos = env->log.end_pos - env->prev_log_pos;
16521                         env->prev_log_pos = env->log.end_pos;
16522                 }
16523
16524                 if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
16525                         err = bpf_prog_offload_verify_insn(env, env->insn_idx,
16526                                                            env->prev_insn_idx);
16527                         if (err)
16528                                 return err;
16529                 }
16530
16531                 regs = cur_regs(env);
16532                 sanitize_mark_insn_seen(env);
16533                 prev_insn_idx = env->insn_idx;
16534
16535                 if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
16536                         err = check_alu_op(env, insn);
16537                         if (err)
16538                                 return err;
16539
16540                 } else if (class == BPF_LDX) {
16541                         enum bpf_reg_type src_reg_type;
16542
16543                         /* check for reserved fields is already done */
16544
16545                         /* check src operand */
16546                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
16547                         if (err)
16548                                 return err;
16549
16550                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
16551                         if (err)
16552                                 return err;
16553
16554                         src_reg_type = regs[insn->src_reg].type;
16555
16556                         /* check that memory (src_reg + off) is readable,
16557                          * the state of dst_reg will be updated by this func
16558                          */
16559                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->src_reg,
16560                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
16561                                                BPF_READ, insn->dst_reg, false,
16562                                                BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEMSX);
16563                         if (err)
16564                                 return err;
16565
16566                         err = save_aux_ptr_type(env, src_reg_type, true);
16567                         if (err)
16568                                 return err;
16569                 } else if (class == BPF_STX) {
16570                         enum bpf_reg_type dst_reg_type;
16571
16572                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC) {
16573                                 err = check_atomic(env, env->insn_idx, insn);
16574                                 if (err)
16575                                         return err;
16576                                 env->insn_idx++;
16577                                 continue;
16578                         }
16579
16580                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0) {
16581                                 verbose(env, "BPF_STX uses reserved fields\n");
16582                                 return -EINVAL;
16583                         }
16584
16585                         /* check src1 operand */
16586                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
16587                         if (err)
16588                                 return err;
16589                         /* check src2 operand */
16590                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
16591                         if (err)
16592                                 return err;
16593
16594                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
16595
16596                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
16597                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
16598                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
16599                                                BPF_WRITE, insn->src_reg, false, false);
16600                         if (err)
16601                                 return err;
16602
16603                         err = save_aux_ptr_type(env, dst_reg_type, false);
16604                         if (err)
16605                                 return err;
16606                 } else if (class == BPF_ST) {
16607                         enum bpf_reg_type dst_reg_type;
16608
16609                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM ||
16610                             insn->src_reg != BPF_REG_0) {
16611                                 verbose(env, "BPF_ST uses reserved fields\n");
16612                                 return -EINVAL;
16613                         }
16614                         /* check src operand */
16615                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
16616                         if (err)
16617                                 return err;
16618
16619                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
16620
16621                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
16622                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
16623                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
16624                                                BPF_WRITE, -1, false, false);
16625                         if (err)
16626                                 return err;
16627
16628                         err = save_aux_ptr_type(env, dst_reg_type, false);
16629                         if (err)
16630                                 return err;
16631                 } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
16632                         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
16633
16634                         env->jmps_processed++;
16635                         if (opcode == BPF_CALL) {
16636                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
16637                                     (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL
16638                                      && insn->off != 0) ||
16639                                     (insn->src_reg != BPF_REG_0 &&
16640                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL &&
16641                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) ||
16642                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
16643                                     class == BPF_JMP32) {
16644                                         verbose(env, "BPF_CALL uses reserved fields\n");
16645                                         return -EINVAL;
16646                                 }
16647
16648                                 if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
16649                                         if ((insn->src_reg == BPF_REG_0 && insn->imm != BPF_FUNC_spin_unlock) ||
16650                                             (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL) ||
16651                                             (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL &&
16652                                              (insn->off != 0 || !is_bpf_graph_api_kfunc(insn->imm)))) {
16653                                                 verbose(env, "function calls are not allowed while holding a lock\n");
16654                                                 return -EINVAL;
16655                                         }
16656                                 }
16657                                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
16658                                         err = check_func_call(env, insn, &env->insn_idx);
16659                                 else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
16660                                         err = check_kfunc_call(env, insn, &env->insn_idx);
16661                                 else
16662                                         err = check_helper_call(env, insn, &env->insn_idx);
16663                                 if (err)
16664                                         return err;
16665
16666                                 mark_reg_scratched(env, BPF_REG_0);
16667                         } else if (opcode == BPF_JA) {
16668                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
16669                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
16670                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
16671                                     (class == BPF_JMP && insn->imm != 0) ||
16672                                     (class == BPF_JMP32 && insn->off != 0)) {
16673                                         verbose(env, "BPF_JA uses reserved fields\n");
16674                                         return -EINVAL;
16675                                 }
16676
16677                                 if (class == BPF_JMP)
16678                                         env->insn_idx += insn->off + 1;
16679                                 else
16680                                         env->insn_idx += insn->imm + 1;
16681                                 continue;
16682
16683                         } else if (opcode == BPF_EXIT) {
16684                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
16685                                     insn->imm != 0 ||
16686                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
16687                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
16688                                     class == BPF_JMP32) {
16689                                         verbose(env, "BPF_EXIT uses reserved fields\n");
16690                                         return -EINVAL;
16691                                 }
16692
16693                                 if (env->cur_state->active_lock.ptr &&
16694                                     !in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
16695                                         verbose(env, "bpf_spin_unlock is missing\n");
16696                                         return -EINVAL;
16697                                 }
16698
16699                                 if (env->cur_state->active_rcu_lock &&
16700                                     !in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
16701                                         verbose(env, "bpf_rcu_read_unlock is missing\n");
16702                                         return -EINVAL;
16703                                 }
16704
16705                                 /* We must do check_reference_leak here before
16706                                  * prepare_func_exit to handle the case when
16707                                  * state->curframe > 0, it may be a callback
16708                                  * function, for which reference_state must
16709                                  * match caller reference state when it exits.
16710                                  */
16711                                 err = check_reference_leak(env);
16712                                 if (err)
16713                                         return err;
16714
16715                                 if (state->curframe) {
16716                                         /* exit from nested function */
16717                                         err = prepare_func_exit(env, &env->insn_idx);
16718                                         if (err)
16719                                                 return err;
16720                                         do_print_state = true;
16721                                         continue;
16722                                 }
16723
16724                                 err = check_return_code(env);
16725                                 if (err)
16726                                         return err;
16727 process_bpf_exit:
16728                                 mark_verifier_state_scratched(env);
16729                                 update_branch_counts(env, env->cur_state);
16730                                 err = pop_stack(env, &prev_insn_idx,
16731                                                 &env->insn_idx, pop_log);
16732                                 if (err < 0) {
16733                                         if (err != -ENOENT)
16734                                                 return err;
16735                                         break;
16736                                 } else {
16737                                         do_print_state = true;
16738                                         continue;
16739                                 }
16740                         } else {
16741                                 err = check_cond_jmp_op(env, insn, &env->insn_idx);
16742                                 if (err)
16743                                         return err;
16744                         }
16745                 } else if (class == BPF_LD) {
16746                         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
16747
16748                         if (mode == BPF_ABS || mode == BPF_IND) {
16749                                 err = check_ld_abs(env, insn);
16750                                 if (err)
16751                                         return err;
16752
16753                         } else if (mode == BPF_IMM) {
16754                                 err = check_ld_imm(env, insn);
16755                                 if (err)
16756                                         return err;
16757
16758                                 env->insn_idx++;
16759                                 sanitize_mark_insn_seen(env);
16760                         } else {
16761                                 verbose(env, "invalid BPF_LD mode\n");
16762                                 return -EINVAL;
16763                         }
16764                 } else {
16765                         verbose(env, "unknown insn class %d\n", class);
16766                         return -EINVAL;
16767                 }
16768
16769                 env->insn_idx++;
16770         }
16771
16772         return 0;
16773 }
16774
16775 static int find_btf_percpu_datasec(struct btf *btf)
16776 {
16777         const struct btf_type *t;
16778         const char *tname;
16779         int i, n;
16780
16781         /*
16782          * Both vmlinux and module each have their own ".data..percpu"
16783          * DATASECs in BTF. So for module's case, we need to skip vmlinux BTF
16784          * types to look at only module's own BTF types.
16785          */
16786         n = btf_nr_types(btf);
16787         if (btf_is_module(btf))
16788                 i = btf_nr_types(btf_vmlinux);
16789         else
16790                 i = 1;
16791
16792         for(; i < n; i++) {
16793                 t = btf_type_by_id(btf, i);
16794                 if (BTF_INFO_KIND(t->info) != BTF_KIND_DATASEC)
16795                         continue;
16796
16797                 tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
16798                 if (!strcmp(tname, ".data..percpu"))
16799                         return i;
16800         }
16801
16802         return -ENOENT;
16803 }
16804
16805 /* replace pseudo btf_id with kernel symbol address */
16806 static int check_pseudo_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
16807                                struct bpf_insn *insn,
16808                                struct bpf_insn_aux_data *aux)
16809 {
16810         const struct btf_var_secinfo *vsi;
16811         const struct btf_type *datasec;
16812         struct btf_mod_pair *btf_mod;
16813         const struct btf_type *t;
16814         const char *sym_name;
16815         bool percpu = false;
16816         u32 type, id = insn->imm;
16817         struct btf *btf;
16818         s32 datasec_id;
16819         u64 addr;
16820         int i, btf_fd, err;
16821
16822         btf_fd = insn[1].imm;
16823         if (btf_fd) {
16824                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
16825                 if (IS_ERR(btf)) {
16826                         verbose(env, "invalid module BTF object FD specified.\n");
16827                         return -EINVAL;
16828                 }
16829         } else {
16830                 if (!btf_vmlinux) {
16831                         verbose(env, "kernel is missing BTF, make sure CONFIG_DEBUG_INFO_BTF=y is specified in Kconfig.\n");
16832                         return -EINVAL;
16833                 }
16834                 btf = btf_vmlinux;
16835                 btf_get(btf);
16836         }
16837
16838         t = btf_type_by_id(btf, id);
16839         if (!t) {
16840                 verbose(env, "ldimm64 insn specifies invalid btf_id %d.\n", id);
16841                 err = -ENOENT;
16842                 goto err_put;
16843         }
16844
16845         if (!btf_type_is_var(t) && !btf_type_is_func(t)) {
16846                 verbose(env, "pseudo btf_id %d in ldimm64 isn't KIND_VAR or KIND_FUNC\n", id);
16847                 err = -EINVAL;
16848                 goto err_put;
16849         }
16850
16851         sym_name = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
16852         addr = kallsyms_lookup_name(sym_name);
16853         if (!addr) {
16854                 verbose(env, "ldimm64 failed to find the address for kernel symbol '%s'.\n",
16855                         sym_name);
16856                 err = -ENOENT;
16857                 goto err_put;
16858         }
16859         insn[0].imm = (u32)addr;
16860         insn[1].imm = addr >> 32;
16861
16862         if (btf_type_is_func(t)) {
16863                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
16864                 aux->btf_var.mem_size = 0;
16865                 goto check_btf;
16866         }
16867
16868         datasec_id = find_btf_percpu_datasec(btf);
16869         if (datasec_id > 0) {
16870                 datasec = btf_type_by_id(btf, datasec_id);
16871                 for_each_vsi(i, datasec, vsi) {
16872                         if (vsi->type == id) {
16873                                 percpu = true;
16874                                 break;
16875                         }
16876                 }
16877         }
16878
16879         type = t->type;
16880         t = btf_type_skip_modifiers(btf, type, NULL);
16881         if (percpu) {
16882                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU;
16883                 aux->btf_var.btf = btf;
16884                 aux->btf_var.btf_id = type;
16885         } else if (!btf_type_is_struct(t)) {
16886                 const struct btf_type *ret;
16887                 const char *tname;
16888                 u32 tsize;
16889
16890                 /* resolve the type size of ksym. */
16891                 ret = btf_resolve_size(btf, t, &tsize);
16892                 if (IS_ERR(ret)) {
16893                         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
16894                         verbose(env, "ldimm64 unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
16895                                 tname, PTR_ERR(ret));
16896                         err = -EINVAL;
16897                         goto err_put;
16898                 }
16899                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
16900                 aux->btf_var.mem_size = tsize;
16901         } else {
16902                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID;
16903                 aux->btf_var.btf = btf;
16904                 aux->btf_var.btf_id = type;
16905         }
16906 check_btf:
16907         /* check whether we recorded this BTF (and maybe module) already */
16908         for (i = 0; i < env->used_btf_cnt; i++) {
16909                 if (env->used_btfs[i].btf == btf) {
16910                         btf_put(btf);
16911                         return 0;
16912                 }
16913         }
16914
16915         if (env->used_btf_cnt >= MAX_USED_BTFS) {
16916                 err = -E2BIG;
16917                 goto err_put;
16918         }
16919
16920         btf_mod = &env->used_btfs[env->used_btf_cnt];
16921         btf_mod->btf = btf;
16922         btf_mod->module = NULL;
16923
16924         /* if we reference variables from kernel module, bump its refcount */
16925         if (btf_is_module(btf)) {
16926                 btf_mod->module = btf_try_get_module(btf);
16927                 if (!btf_mod->module) {
16928                         err = -ENXIO;
16929                         goto err_put;
16930                 }
16931         }
16932
16933         env->used_btf_cnt++;
16934
16935         return 0;
16936 err_put:
16937         btf_put(btf);
16938         return err;
16939 }
16940
16941 static bool is_tracing_prog_type(enum bpf_prog_type type)
16942 {
16943         switch (type) {
16944         case BPF_PROG_TYPE_KPROBE:
16945         case BPF_PROG_TYPE_TRACEPOINT:
16946         case BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT:
16947         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
16948         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT_WRITABLE:
16949                 return true;
16950         default:
16951                 return false;
16952         }
16953 }
16954
16955 static int check_map_prog_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
16956                                         struct bpf_map *map,
16957                                         struct bpf_prog *prog)
16958
16959 {
16960         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
16961
16962         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_LIST_HEAD) ||
16963             btf_record_has_field(map->record, BPF_RB_ROOT)) {
16964                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
16965                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_{list_head,rb_root} yet\n");
16966                         return -EINVAL;
16967                 }
16968         }
16969
16970         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_SPIN_LOCK)) {
16971                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER) {
16972                         verbose(env, "socket filter progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
16973                         return -EINVAL;
16974                 }
16975
16976                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
16977                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
16978                         return -EINVAL;
16979                 }
16980         }
16981
16982         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_TIMER)) {
16983                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
16984                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_timer yet\n");
16985                         return -EINVAL;
16986                 }
16987         }
16988
16989         if ((bpf_prog_is_offloaded(prog->aux) || bpf_map_is_offloaded(map)) &&
16990             !bpf_offload_prog_map_match(prog, map)) {
16991                 verbose(env, "offload device mismatch between prog and map\n");
16992                 return -EINVAL;
16993         }
16994
16995         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_STRUCT_OPS) {
16996                 verbose(env, "bpf_struct_ops map cannot be used in prog\n");
16997                 return -EINVAL;
16998         }
16999
17000         if (prog->aux->sleepable)
17001                 switch (map->map_type) {
17002                 case BPF_MAP_TYPE_HASH:
17003                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH:
17004                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY:
17005                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH:
17006                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY:
17007                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH:
17008                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
17009                 case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
17010                 case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
17011                 case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
17012                 case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
17013                 case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
17014                 case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
17015                 case BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE:
17016                         break;
17017                 default:
17018                         verbose(env,
17019                                 "Sleepable programs can only use array, hash, ringbuf and local storage maps\n");
17020                         return -EINVAL;
17021                 }
17022
17023         return 0;
17024 }
17025
17026 static bool bpf_map_is_cgroup_storage(struct bpf_map *map)
17027 {
17028         return (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE ||
17029                 map->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE);
17030 }
17031
17032 /* find and rewrite pseudo imm in ld_imm64 instructions:
17033  *
17034  * 1. if it accesses map FD, replace it with actual map pointer.
17035  * 2. if it accesses btf_id of a VAR, replace it with pointer to the var.
17036  *
17037  * NOTE: btf_vmlinux is required for converting pseudo btf_id.
17038  */
17039 static int resolve_pseudo_ldimm64(struct bpf_verifier_env *env)
17040 {
17041         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17042         int insn_cnt = env->prog->len;
17043         int i, j, err;
17044
17045         err = bpf_prog_calc_tag(env->prog);
17046         if (err)
17047                 return err;
17048
17049         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
17050                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
17051                     ((BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM && BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEMSX) ||
17052                     insn->imm != 0)) {
17053                         verbose(env, "BPF_LDX uses reserved fields\n");
17054                         return -EINVAL;
17055                 }
17056
17057                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW)) {
17058                         struct bpf_insn_aux_data *aux;
17059                         struct bpf_map *map;
17060                         struct fd f;
17061                         u64 addr;
17062                         u32 fd;
17063
17064                         if (i == insn_cnt - 1 || insn[1].code != 0 ||
17065                             insn[1].dst_reg != 0 || insn[1].src_reg != 0 ||
17066                             insn[1].off != 0) {
17067                                 verbose(env, "invalid bpf_ld_imm64 insn\n");
17068                                 return -EINVAL;
17069                         }
17070
17071                         if (insn[0].src_reg == 0)
17072                                 /* valid generic load 64-bit imm */
17073                                 goto next_insn;
17074
17075                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
17076                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
17077                                 err = check_pseudo_btf_id(env, insn, aux);
17078                                 if (err)
17079                                         return err;
17080                                 goto next_insn;
17081                         }
17082
17083                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
17084                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
17085                                 aux->ptr_type = PTR_TO_FUNC;
17086                                 goto next_insn;
17087                         }
17088
17089                         /* In final convert_pseudo_ld_imm64() step, this is
17090                          * converted into regular 64-bit imm load insn.
17091                          */
17092                         switch (insn[0].src_reg) {
17093                         case BPF_PSEUDO_MAP_VALUE:
17094                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
17095                                 break;
17096                         case BPF_PSEUDO_MAP_FD:
17097                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
17098                                 if (insn[1].imm == 0)
17099                                         break;
17100                                 fallthrough;
17101                         default:
17102                                 verbose(env, "unrecognized bpf_ld_imm64 insn\n");
17103                                 return -EINVAL;
17104                         }
17105
17106                         switch (insn[0].src_reg) {
17107                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
17108                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
17109                                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
17110                                         verbose(env, "fd_idx without fd_array is invalid\n");
17111                                         return -EPROTO;
17112                                 }
17113                                 if (copy_from_bpfptr_offset(&fd, env->fd_array,
17114                                                             insn[0].imm * sizeof(fd),
17115                                                             sizeof(fd)))
17116                                         return -EFAULT;
17117                                 break;
17118                         default:
17119                                 fd = insn[0].imm;
17120                                 break;
17121                         }
17122
17123                         f = fdget(fd);
17124                         map = __bpf_map_get(f);
17125                         if (IS_ERR(map)) {
17126                                 verbose(env, "fd %d is not pointing to valid bpf_map\n",
17127                                         insn[0].imm);
17128                                 return PTR_ERR(map);
17129                         }
17130
17131                         err = check_map_prog_compatibility(env, map, env->prog);
17132                         if (err) {
17133                                 fdput(f);
17134                                 return err;
17135                         }
17136
17137                         aux = &env->insn_aux_data[i];
17138                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
17139                             insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
17140                                 addr = (unsigned long)map;
17141                         } else {
17142                                 u32 off = insn[1].imm;
17143
17144                                 if (off >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
17145                                         verbose(env, "direct value offset of %u is not allowed\n", off);
17146                                         fdput(f);
17147                                         return -EINVAL;
17148                                 }
17149
17150                                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
17151                                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
17152                                         fdput(f);
17153                                         return -EINVAL;
17154                                 }
17155
17156                                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
17157                                 if (err) {
17158                                         verbose(env, "invalid access to map value pointer, value_size=%u off=%u\n",
17159                                                 map->value_size, off);
17160                                         fdput(f);
17161                                         return err;
17162                                 }
17163
17164                                 aux->map_off = off;
17165                                 addr += off;
17166                         }
17167
17168                         insn[0].imm = (u32)addr;
17169                         insn[1].imm = addr >> 32;
17170
17171                         /* check whether we recorded this map already */
17172                         for (j = 0; j < env->used_map_cnt; j++) {
17173                                 if (env->used_maps[j] == map) {
17174                                         aux->map_index = j;
17175                                         fdput(f);
17176                                         goto next_insn;
17177                                 }
17178                         }
17179
17180                         if (env->used_map_cnt >= MAX_USED_MAPS) {
17181                                 fdput(f);
17182                                 return -E2BIG;
17183                         }
17184
17185                         /* hold the map. If the program is rejected by verifier,
17186                          * the map will be released by release_maps() or it
17187                          * will be used by the valid program until it's unloaded
17188                          * and all maps are released in free_used_maps()
17189                          */
17190                         bpf_map_inc(map);
17191
17192                         aux->map_index = env->used_map_cnt;
17193                         env->used_maps[env->used_map_cnt++] = map;
17194
17195                         if (bpf_map_is_cgroup_storage(map) &&
17196                             bpf_cgroup_storage_assign(env->prog->aux, map)) {
17197                                 verbose(env, "only one cgroup storage of each type is allowed\n");
17198                                 fdput(f);
17199                                 return -EBUSY;
17200                         }
17201
17202                         fdput(f);
17203 next_insn:
17204                         insn++;
17205                         i++;
17206                         continue;
17207                 }
17208
17209                 /* Basic sanity check before we invest more work here. */
17210                 if (!bpf_opcode_in_insntable(insn->code)) {
17211                         verbose(env, "unknown opcode %02x\n", insn->code);
17212                         return -EINVAL;
17213                 }
17214         }
17215
17216         /* now all pseudo BPF_LD_IMM64 instructions load valid
17217          * 'struct bpf_map *' into a register instead of user map_fd.
17218          * These pointers will be used later by verifier to validate map access.
17219          */
17220         return 0;
17221 }
17222
17223 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
17224 static void release_maps(struct bpf_verifier_env *env)
17225 {
17226         __bpf_free_used_maps(env->prog->aux, env->used_maps,
17227                              env->used_map_cnt);
17228 }
17229
17230 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
17231 static void release_btfs(struct bpf_verifier_env *env)
17232 {
17233         __bpf_free_used_btfs(env->prog->aux, env->used_btfs,
17234                              env->used_btf_cnt);
17235 }
17236
17237 /* convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic BPF_LD_IMM64 */
17238 static void convert_pseudo_ld_imm64(struct bpf_verifier_env *env)
17239 {
17240         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17241         int insn_cnt = env->prog->len;
17242         int i;
17243
17244         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
17245                 if (insn->code != (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW))
17246                         continue;
17247                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC)
17248                         continue;
17249                 insn->src_reg = 0;
17250         }
17251 }
17252
17253 /* single env->prog->insni[off] instruction was replaced with the range
17254  * insni[off, off + cnt).  Adjust corresponding insn_aux_data by copying
17255  * [0, off) and [off, end) to new locations, so the patched range stays zero
17256  */
17257 static void adjust_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env,
17258                                  struct bpf_insn_aux_data *new_data,
17259                                  struct bpf_prog *new_prog, u32 off, u32 cnt)
17260 {
17261         struct bpf_insn_aux_data *old_data = env->insn_aux_data;
17262         struct bpf_insn *insn = new_prog->insnsi;
17263         u32 old_seen = old_data[off].seen;
17264         u32 prog_len;
17265         int i;
17266
17267         /* aux info at OFF always needs adjustment, no matter fast path
17268          * (cnt == 1) is taken or not. There is no guarantee INSN at OFF is the
17269          * original insn at old prog.
17270          */
17271         old_data[off].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + off + cnt - 1);
17272
17273         if (cnt == 1)
17274                 return;
17275         prog_len = new_prog->len;
17276
17277         memcpy(new_data, old_data, sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * off);
17278         memcpy(new_data + off + cnt - 1, old_data + off,
17279                sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * (prog_len - off - cnt + 1));
17280         for (i = off; i < off + cnt - 1; i++) {
17281                 /* Expand insni[off]'s seen count to the patched range. */
17282                 new_data[i].seen = old_seen;
17283                 new_data[i].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + i);
17284         }
17285         env->insn_aux_data = new_data;
17286         vfree(old_data);
17287 }
17288
17289 static void adjust_subprog_starts(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 len)
17290 {
17291         int i;
17292
17293         if (len == 1)
17294                 return;
17295         /* NOTE: fake 'exit' subprog should be updated as well. */
17296         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++) {
17297                 if (env->subprog_info[i].start <= off)
17298                         continue;
17299                 env->subprog_info[i].start += len - 1;
17300         }
17301 }
17302
17303 static void adjust_poke_descs(struct bpf_prog *prog, u32 off, u32 len)
17304 {
17305         struct bpf_jit_poke_descriptor *tab = prog->aux->poke_tab;
17306         int i, sz = prog->aux->size_poke_tab;
17307         struct bpf_jit_poke_descriptor *desc;
17308
17309         for (i = 0; i < sz; i++) {
17310                 desc = &tab[i];
17311                 if (desc->insn_idx <= off)
17312                         continue;
17313                 desc->insn_idx += len - 1;
17314         }
17315 }
17316
17317 static struct bpf_prog *bpf_patch_insn_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
17318                                             const struct bpf_insn *patch, u32 len)
17319 {
17320         struct bpf_prog *new_prog;
17321         struct bpf_insn_aux_data *new_data = NULL;
17322
17323         if (len > 1) {
17324                 new_data = vzalloc(array_size(env->prog->len + len - 1,
17325                                               sizeof(struct bpf_insn_aux_data)));
17326                 if (!new_data)
17327                         return NULL;
17328         }
17329
17330         new_prog = bpf_patch_insn_single(env->prog, off, patch, len);
17331         if (IS_ERR(new_prog)) {
17332                 if (PTR_ERR(new_prog) == -ERANGE)
17333                         verbose(env,
17334                                 "insn %d cannot be patched due to 16-bit range\n",
17335                                 env->insn_aux_data[off].orig_idx);
17336                 vfree(new_data);
17337                 return NULL;
17338         }
17339         adjust_insn_aux_data(env, new_data, new_prog, off, len);
17340         adjust_subprog_starts(env, off, len);
17341         adjust_poke_descs(new_prog, off, len);
17342         return new_prog;
17343 }
17344
17345 static int adjust_subprog_starts_after_remove(struct bpf_verifier_env *env,
17346                                               u32 off, u32 cnt)
17347 {
17348         int i, j;
17349
17350         /* find first prog starting at or after off (first to remove) */
17351         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
17352                 if (env->subprog_info[i].start >= off)
17353                         break;
17354         /* find first prog starting at or after off + cnt (first to stay) */
17355         for (j = i; j < env->subprog_cnt; j++)
17356                 if (env->subprog_info[j].start >= off + cnt)
17357                         break;
17358         /* if j doesn't start exactly at off + cnt, we are just removing
17359          * the front of previous prog
17360          */
17361         if (env->subprog_info[j].start != off + cnt)
17362                 j--;
17363
17364         if (j > i) {
17365                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
17366                 int move;
17367
17368                 /* move fake 'exit' subprog as well */
17369                 move = env->subprog_cnt + 1 - j;
17370
17371                 memmove(env->subprog_info + i,
17372                         env->subprog_info + j,
17373                         sizeof(*env->subprog_info) * move);
17374                 env->subprog_cnt -= j - i;
17375
17376                 /* remove func_info */
17377                 if (aux->func_info) {
17378                         move = aux->func_info_cnt - j;
17379
17380                         memmove(aux->func_info + i,
17381                                 aux->func_info + j,
17382                                 sizeof(*aux->func_info) * move);
17383                         aux->func_info_cnt -= j - i;
17384                         /* func_info->insn_off is set after all code rewrites,
17385                          * in adjust_btf_func() - no need to adjust
17386                          */
17387                 }
17388         } else {
17389                 /* convert i from "first prog to remove" to "first to adjust" */
17390                 if (env->subprog_info[i].start == off)
17391                         i++;
17392         }
17393
17394         /* update fake 'exit' subprog as well */
17395         for (; i <= env->subprog_cnt; i++)
17396                 env->subprog_info[i].start -= cnt;
17397
17398         return 0;
17399 }
17400
17401 static int bpf_adj_linfo_after_remove(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
17402                                       u32 cnt)
17403 {
17404         struct bpf_prog *prog = env->prog;
17405         u32 i, l_off, l_cnt, nr_linfo;
17406         struct bpf_line_info *linfo;
17407
17408         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
17409         if (!nr_linfo)
17410                 return 0;
17411
17412         linfo = prog->aux->linfo;
17413
17414         /* find first line info to remove, count lines to be removed */
17415         for (i = 0; i < nr_linfo; i++)
17416                 if (linfo[i].insn_off >= off)
17417                         break;
17418
17419         l_off = i;
17420         l_cnt = 0;
17421         for (; i < nr_linfo; i++)
17422                 if (linfo[i].insn_off < off + cnt)
17423                         l_cnt++;
17424                 else
17425                         break;
17426
17427         /* First live insn doesn't match first live linfo, it needs to "inherit"
17428          * last removed linfo.  prog is already modified, so prog->len == off
17429          * means no live instructions after (tail of the program was removed).
17430          */
17431         if (prog->len != off && l_cnt &&
17432             (i == nr_linfo || linfo[i].insn_off != off + cnt)) {
17433                 l_cnt--;
17434                 linfo[--i].insn_off = off + cnt;
17435         }
17436
17437         /* remove the line info which refer to the removed instructions */
17438         if (l_cnt) {
17439                 memmove(linfo + l_off, linfo + i,
17440                         sizeof(*linfo) * (nr_linfo - i));
17441
17442                 prog->aux->nr_linfo -= l_cnt;
17443                 nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
17444         }
17445
17446         /* pull all linfo[i].insn_off >= off + cnt in by cnt */
17447         for (i = l_off; i < nr_linfo; i++)
17448                 linfo[i].insn_off -= cnt;
17449
17450         /* fix up all subprogs (incl. 'exit') which start >= off */
17451         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++)
17452                 if (env->subprog_info[i].linfo_idx > l_off) {
17453                         /* program may have started in the removed region but
17454                          * may not be fully removed
17455                          */
17456                         if (env->subprog_info[i].linfo_idx >= l_off + l_cnt)
17457                                 env->subprog_info[i].linfo_idx -= l_cnt;
17458                         else
17459                                 env->subprog_info[i].linfo_idx = l_off;
17460                 }
17461
17462         return 0;
17463 }
17464
17465 static int verifier_remove_insns(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 cnt)
17466 {
17467         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17468         unsigned int orig_prog_len = env->prog->len;
17469         int err;
17470
17471         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
17472                 bpf_prog_offload_remove_insns(env, off, cnt);
17473
17474         err = bpf_remove_insns(env->prog, off, cnt);
17475         if (err)
17476                 return err;
17477
17478         err = adjust_subprog_starts_after_remove(env, off, cnt);
17479         if (err)
17480                 return err;
17481
17482         err = bpf_adj_linfo_after_remove(env, off, cnt);
17483         if (err)
17484                 return err;
17485
17486         memmove(aux_data + off, aux_data + off + cnt,
17487                 sizeof(*aux_data) * (orig_prog_len - off - cnt));
17488
17489         return 0;
17490 }
17491
17492 /* The verifier does more data flow analysis than llvm and will not
17493  * explore branches that are dead at run time. Malicious programs can
17494  * have dead code too. Therefore replace all dead at-run-time code
17495  * with 'ja -1'.
17496  *
17497  * Just nops are not optimal, e.g. if they would sit at the end of the
17498  * program and through another bug we would manage to jump there, then
17499  * we'd execute beyond program memory otherwise. Returning exception
17500  * code also wouldn't work since we can have subprogs where the dead
17501  * code could be located.
17502  */
17503 static void sanitize_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
17504 {
17505         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17506         struct bpf_insn trap = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, -1);
17507         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17508         const int insn_cnt = env->prog->len;
17509         int i;
17510
17511         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
17512                 if (aux_data[i].seen)
17513                         continue;
17514                 memcpy(insn + i, &trap, sizeof(trap));
17515                 aux_data[i].zext_dst = false;
17516         }
17517 }
17518
17519 static bool insn_is_cond_jump(u8 code)
17520 {
17521         u8 op;
17522
17523         op = BPF_OP(code);
17524         if (BPF_CLASS(code) == BPF_JMP32)
17525                 return op != BPF_JA;
17526
17527         if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP)
17528                 return false;
17529
17530         return op != BPF_JA && op != BPF_EXIT && op != BPF_CALL;
17531 }
17532
17533 static void opt_hard_wire_dead_code_branches(struct bpf_verifier_env *env)
17534 {
17535         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17536         struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
17537         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17538         const int insn_cnt = env->prog->len;
17539         int i;
17540
17541         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
17542                 if (!insn_is_cond_jump(insn->code))
17543                         continue;
17544
17545                 if (!aux_data[i + 1].seen)
17546                         ja.off = insn->off;
17547                 else if (!aux_data[i + 1 + insn->off].seen)
17548                         ja.off = 0;
17549                 else
17550                         continue;
17551
17552                 if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
17553                         bpf_prog_offload_replace_insn(env, i, &ja);
17554
17555                 memcpy(insn, &ja, sizeof(ja));
17556         }
17557 }
17558
17559 static int opt_remove_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
17560 {
17561         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17562         int insn_cnt = env->prog->len;
17563         int i, err;
17564
17565         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
17566                 int j;
17567
17568                 j = 0;
17569                 while (i + j < insn_cnt && !aux_data[i + j].seen)
17570                         j++;
17571                 if (!j)
17572                         continue;
17573
17574                 err = verifier_remove_insns(env, i, j);
17575                 if (err)
17576                         return err;
17577                 insn_cnt = env->prog->len;
17578         }
17579
17580         return 0;
17581 }
17582
17583 static int opt_remove_nops(struct bpf_verifier_env *env)
17584 {
17585         const struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
17586         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17587         int insn_cnt = env->prog->len;
17588         int i, err;
17589
17590         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
17591                 if (memcmp(&insn[i], &ja, sizeof(ja)))
17592                         continue;
17593
17594                 err = verifier_remove_insns(env, i, 1);
17595                 if (err)
17596                         return err;
17597                 insn_cnt--;
17598                 i--;
17599         }
17600
17601         return 0;
17602 }
17603
17604 static int opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(struct bpf_verifier_env *env,
17605                                          const union bpf_attr *attr)
17606 {
17607         struct bpf_insn *patch, zext_patch[2], rnd_hi32_patch[4];
17608         struct bpf_insn_aux_data *aux = env->insn_aux_data;
17609         int i, patch_len, delta = 0, len = env->prog->len;
17610         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
17611         struct bpf_prog *new_prog;
17612         bool rnd_hi32;
17613
17614         rnd_hi32 = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_RND_HI32;
17615         zext_patch[1] = BPF_ZEXT_REG(0);
17616         rnd_hi32_patch[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, 0);
17617         rnd_hi32_patch[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_AX, 32);
17618         rnd_hi32_patch[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, 0, BPF_REG_AX);
17619         for (i = 0; i < len; i++) {
17620                 int adj_idx = i + delta;
17621                 struct bpf_insn insn;
17622                 int load_reg;
17623
17624                 insn = insns[adj_idx];
17625                 load_reg = insn_def_regno(&insn);
17626                 if (!aux[adj_idx].zext_dst) {
17627                         u8 code, class;
17628                         u32 imm_rnd;
17629
17630                         if (!rnd_hi32)
17631                                 continue;
17632
17633                         code = insn.code;
17634                         class = BPF_CLASS(code);
17635                         if (load_reg == -1)
17636                                 continue;
17637
17638                         /* NOTE: arg "reg" (the fourth one) is only used for
17639                          *       BPF_STX + SRC_OP, so it is safe to pass NULL
17640                          *       here.
17641                          */
17642                         if (is_reg64(env, &insn, load_reg, NULL, DST_OP)) {
17643                                 if (class == BPF_LD &&
17644                                     BPF_MODE(code) == BPF_IMM)
17645                                         i++;
17646                                 continue;
17647                         }
17648
17649                         /* ctx load could be transformed into wider load. */
17650                         if (class == BPF_LDX &&
17651                             aux[adj_idx].ptr_type == PTR_TO_CTX)
17652                                 continue;
17653
17654                         imm_rnd = get_random_u32();
17655                         rnd_hi32_patch[0] = insn;
17656                         rnd_hi32_patch[1].imm = imm_rnd;
17657                         rnd_hi32_patch[3].dst_reg = load_reg;
17658                         patch = rnd_hi32_patch;
17659                         patch_len = 4;
17660                         goto apply_patch_buffer;
17661                 }
17662
17663                 /* Add in an zero-extend instruction if a) the JIT has requested
17664                  * it or b) it's a CMPXCHG.
17665                  *
17666                  * The latter is because: BPF_CMPXCHG always loads a value into
17667                  * R0, therefore always zero-extends. However some archs'
17668                  * equivalent instruction only does this load when the
17669                  * comparison is successful. This detail of CMPXCHG is
17670                  * orthogonal to the general zero-extension behaviour of the
17671                  * CPU, so it's treated independently of bpf_jit_needs_zext.
17672                  */
17673                 if (!bpf_jit_needs_zext() && !is_cmpxchg_insn(&insn))
17674                         continue;
17675
17676                 /* Zero-extension is done by the caller. */
17677                 if (bpf_pseudo_kfunc_call(&insn))
17678                         continue;
17679
17680                 if (WARN_ON(load_reg == -1)) {
17681                         verbose(env, "verifier bug. zext_dst is set, but no reg is defined\n");
17682                         return -EFAULT;
17683                 }
17684
17685                 zext_patch[0] = insn;
17686                 zext_patch[1].dst_reg = load_reg;
17687                 zext_patch[1].src_reg = load_reg;
17688                 patch = zext_patch;
17689                 patch_len = 2;
17690 apply_patch_buffer:
17691                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, adj_idx, patch, patch_len);
17692                 if (!new_prog)
17693                         return -ENOMEM;
17694                 env->prog = new_prog;
17695                 insns = new_prog->insnsi;
17696                 aux = env->insn_aux_data;
17697                 delta += patch_len - 1;
17698         }
17699
17700         return 0;
17701 }
17702
17703 /* convert load instructions that access fields of a context type into a
17704  * sequence of instructions that access fields of the underlying structure:
17705  *     struct __sk_buff    -> struct sk_buff
17706  *     struct bpf_sock_ops -> struct sock
17707  */
17708 static int convert_ctx_accesses(struct bpf_verifier_env *env)
17709 {
17710         const struct bpf_verifier_ops *ops = env->ops;
17711         int i, cnt, size, ctx_field_size, delta = 0;
17712         const int insn_cnt = env->prog->len;
17713         struct bpf_insn insn_buf[16], *insn;
17714         u32 target_size, size_default, off;
17715         struct bpf_prog *new_prog;
17716         enum bpf_access_type type;
17717         bool is_narrower_load;
17718
17719         if (ops->gen_prologue || env->seen_direct_write) {
17720                 if (!ops->gen_prologue) {
17721                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
17722                         return -EINVAL;
17723                 }
17724                 cnt = ops->gen_prologue(insn_buf, env->seen_direct_write,
17725                                         env->prog);
17726                 if (cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
17727                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
17728                         return -EINVAL;
17729                 } else if (cnt) {
17730                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
17731                         if (!new_prog)
17732                                 return -ENOMEM;
17733
17734                         env->prog = new_prog;
17735                         delta += cnt - 1;
17736                 }
17737         }
17738
17739         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
17740                 return 0;
17741
17742         insn = env->prog->insnsi + delta;
17743
17744         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
17745                 bpf_convert_ctx_access_t convert_ctx_access;
17746                 u8 mode;
17747
17748                 if (insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B) ||
17749                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H) ||
17750                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W) ||
17751                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
17752                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEMSX | BPF_B) ||
17753                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEMSX | BPF_H) ||
17754                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEMSX | BPF_W)) {
17755                         type = BPF_READ;
17756                 } else if (insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B) ||
17757                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H) ||
17758                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W) ||
17759                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
17760                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B) ||
17761                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H) ||
17762                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W) ||
17763                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW)) {
17764                         type = BPF_WRITE;
17765                 } else {
17766                         continue;
17767                 }
17768
17769                 if (type == BPF_WRITE &&
17770                     env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_spill) {
17771                         struct bpf_insn patch[] = {
17772                                 *insn,
17773                                 BPF_ST_NOSPEC(),
17774                         };
17775
17776                         cnt = ARRAY_SIZE(patch);
17777                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patch, cnt);
17778                         if (!new_prog)
17779                                 return -ENOMEM;
17780
17781                         delta    += cnt - 1;
17782                         env->prog = new_prog;
17783                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
17784                         continue;
17785                 }
17786
17787                 switch ((int)env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type) {
17788                 case PTR_TO_CTX:
17789                         if (!ops->convert_ctx_access)
17790                                 continue;
17791                         convert_ctx_access = ops->convert_ctx_access;
17792                         break;
17793                 case PTR_TO_SOCKET:
17794                 case PTR_TO_SOCK_COMMON:
17795                         convert_ctx_access = bpf_sock_convert_ctx_access;
17796                         break;
17797                 case PTR_TO_TCP_SOCK:
17798                         convert_ctx_access = bpf_tcp_sock_convert_ctx_access;
17799                         break;
17800                 case PTR_TO_XDP_SOCK:
17801                         convert_ctx_access = bpf_xdp_sock_convert_ctx_access;
17802                         break;
17803                 case PTR_TO_BTF_ID:
17804                 case PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED:
17805                 /* PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC always has a valid lifetime, unlike
17806                  * PTR_TO_BTF_ID, and an active ref_obj_id, but the same cannot
17807                  * be said once it is marked PTR_UNTRUSTED, hence we must handle
17808                  * any faults for loads into such types. BPF_WRITE is disallowed
17809                  * for this case.
17810                  */
17811                 case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_UNTRUSTED:
17812                         if (type == BPF_READ) {
17813                                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEM)
17814                                         insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM |
17815                                                      BPF_SIZE((insn)->code);
17816                                 else
17817                                         insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEMSX |
17818                                                      BPF_SIZE((insn)->code);
17819                                 env->prog->aux->num_exentries++;
17820                         }
17821                         continue;
17822                 default:
17823                         continue;
17824                 }
17825
17826                 ctx_field_size = env->insn_aux_data[i + delta].ctx_field_size;
17827                 size = BPF_LDST_BYTES(insn);
17828                 mode = BPF_MODE(insn->code);
17829
17830                 /* If the read access is a narrower load of the field,
17831                  * convert to a 4/8-byte load, to minimum program type specific
17832                  * convert_ctx_access changes. If conversion is successful,
17833                  * we will apply proper mask to the result.
17834                  */
17835                 is_narrower_load = size < ctx_field_size;
17836                 size_default = bpf_ctx_off_adjust_machine(ctx_field_size);
17837                 off = insn->off;
17838                 if (is_narrower_load) {
17839                         u8 size_code;
17840
17841                         if (type == BPF_WRITE) {
17842                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx access misconfigured\n");
17843                                 return -EINVAL;
17844                         }
17845
17846                         size_code = BPF_H;
17847                         if (ctx_field_size == 4)
17848                                 size_code = BPF_W;
17849                         else if (ctx_field_size == 8)
17850                                 size_code = BPF_DW;
17851
17852                         insn->off = off & ~(size_default - 1);
17853                         insn->code = BPF_LDX | BPF_MEM | size_code;
17854                 }
17855
17856                 target_size = 0;
17857                 cnt = convert_ctx_access(type, insn, insn_buf, env->prog,
17858                                          &target_size);
17859                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf) ||
17860                     (ctx_field_size && !target_size)) {
17861                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
17862                         return -EINVAL;
17863                 }
17864
17865                 if (is_narrower_load && size < target_size) {
17866                         u8 shift = bpf_ctx_narrow_access_offset(
17867                                 off, size, size_default) * 8;
17868                         if (shift && cnt + 1 >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
17869                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx load misconfigured\n");
17870                                 return -EINVAL;
17871                         }
17872                         if (ctx_field_size <= 4) {
17873                                 if (shift)
17874                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_RSH,
17875                                                                         insn->dst_reg,
17876                                                                         shift);
17877                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
17878                                                                 (1 << size * 8) - 1);
17879                         } else {
17880                                 if (shift)
17881                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH,
17882                                                                         insn->dst_reg,
17883                                                                         shift);
17884                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
17885                                                                 (1ULL << size * 8) - 1);
17886                         }
17887                 }
17888                 if (mode == BPF_MEMSX)
17889                         insn_buf[cnt++] = BPF_RAW_INSN(BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_X,
17890                                                        insn->dst_reg, insn->dst_reg,
17891                                                        size * 8, 0);
17892
17893                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
17894                 if (!new_prog)
17895                         return -ENOMEM;
17896
17897                 delta += cnt - 1;
17898
17899                 /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
17900                 env->prog = new_prog;
17901                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
17902         }
17903
17904         return 0;
17905 }
17906
17907 static int jit_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
17908 {
17909         struct bpf_prog *prog = env->prog, **func, *tmp;
17910         int i, j, subprog_start, subprog_end = 0, len, subprog;
17911         struct bpf_map *map_ptr;
17912         struct bpf_insn *insn;
17913         void *old_bpf_func;
17914         int err, num_exentries;
17915
17916         if (env->subprog_cnt <= 1)
17917                 return 0;
17918
17919         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
17920                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn))
17921                         continue;
17922
17923                 /* Upon error here we cannot fall back to interpreter but
17924                  * need a hard reject of the program. Thus -EFAULT is
17925                  * propagated in any case.
17926                  */
17927                 subprog = find_subprog(env, i + insn->imm + 1);
17928                 if (subprog < 0) {
17929                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
17930                                   i + insn->imm + 1);
17931                         return -EFAULT;
17932                 }
17933                 /* temporarily remember subprog id inside insn instead of
17934                  * aux_data, since next loop will split up all insns into funcs
17935                  */
17936                 insn->off = subprog;
17937                 /* remember original imm in case JIT fails and fallback
17938                  * to interpreter will be needed
17939                  */
17940                 env->insn_aux_data[i].call_imm = insn->imm;
17941                 /* point imm to __bpf_call_base+1 from JITs point of view */
17942                 insn->imm = 1;
17943                 if (bpf_pseudo_func(insn))
17944                         /* jit (e.g. x86_64) may emit fewer instructions
17945                          * if it learns a u32 imm is the same as a u64 imm.
17946                          * Force a non zero here.
17947                          */
17948                         insn[1].imm = 1;
17949         }
17950
17951         err = bpf_prog_alloc_jited_linfo(prog);
17952         if (err)
17953                 goto out_undo_insn;
17954
17955         err = -ENOMEM;
17956         func = kcalloc(env->subprog_cnt, sizeof(prog), GFP_KERNEL);
17957         if (!func)
17958                 goto out_undo_insn;
17959
17960         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
17961                 subprog_start = subprog_end;
17962                 subprog_end = env->subprog_info[i + 1].start;
17963
17964                 len = subprog_end - subprog_start;
17965                 /* bpf_prog_run() doesn't call subprogs directly,
17966                  * hence main prog stats include the runtime of subprogs.
17967                  * subprogs don't have IDs and not reachable via prog_get_next_id
17968                  * func[i]->stats will never be accessed and stays NULL
17969                  */
17970                 func[i] = bpf_prog_alloc_no_stats(bpf_prog_size(len), GFP_USER);
17971                 if (!func[i])
17972                         goto out_free;
17973                 memcpy(func[i]->insnsi, &prog->insnsi[subprog_start],
17974                        len * sizeof(struct bpf_insn));
17975                 func[i]->type = prog->type;
17976                 func[i]->len = len;
17977                 if (bpf_prog_calc_tag(func[i]))
17978                         goto out_free;
17979                 func[i]->is_func = 1;
17980                 func[i]->aux->func_idx = i;
17981                 /* Below members will be freed only at prog->aux */
17982                 func[i]->aux->btf = prog->aux->btf;
17983                 func[i]->aux->func_info = prog->aux->func_info;
17984                 func[i]->aux->func_info_cnt = prog->aux->func_info_cnt;
17985                 func[i]->aux->poke_tab = prog->aux->poke_tab;
17986                 func[i]->aux->size_poke_tab = prog->aux->size_poke_tab;
17987
17988                 for (j = 0; j < prog->aux->size_poke_tab; j++) {
17989                         struct bpf_jit_poke_descriptor *poke;
17990
17991                         poke = &prog->aux->poke_tab[j];
17992                         if (poke->insn_idx < subprog_end &&
17993                             poke->insn_idx >= subprog_start)
17994                                 poke->aux = func[i]->aux;
17995                 }
17996
17997                 func[i]->aux->name[0] = 'F';
17998                 func[i]->aux->stack_depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
17999                 func[i]->jit_requested = 1;
18000                 func[i]->blinding_requested = prog->blinding_requested;
18001                 func[i]->aux->kfunc_tab = prog->aux->kfunc_tab;
18002                 func[i]->aux->kfunc_btf_tab = prog->aux->kfunc_btf_tab;
18003                 func[i]->aux->linfo = prog->aux->linfo;
18004                 func[i]->aux->nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
18005                 func[i]->aux->jited_linfo = prog->aux->jited_linfo;
18006                 func[i]->aux->linfo_idx = env->subprog_info[i].linfo_idx;
18007                 num_exentries = 0;
18008                 insn = func[i]->insnsi;
18009                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
18010                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
18011                             (BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM ||
18012                              BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEMSX))
18013                                 num_exentries++;
18014                 }
18015                 func[i]->aux->num_exentries = num_exentries;
18016                 func[i]->aux->tail_call_reachable = env->subprog_info[i].tail_call_reachable;
18017                 func[i] = bpf_int_jit_compile(func[i]);
18018                 if (!func[i]->jited) {
18019                         err = -ENOTSUPP;
18020                         goto out_free;
18021                 }
18022                 cond_resched();
18023         }
18024
18025         /* at this point all bpf functions were successfully JITed
18026          * now populate all bpf_calls with correct addresses and
18027          * run last pass of JIT
18028          */
18029         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
18030                 insn = func[i]->insnsi;
18031                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
18032                         if (bpf_pseudo_func(insn)) {
18033                                 subprog = insn->off;
18034                                 insn[0].imm = (u32)(long)func[subprog]->bpf_func;
18035                                 insn[1].imm = ((u64)(long)func[subprog]->bpf_func) >> 32;
18036                                 continue;
18037                         }
18038                         if (!bpf_pseudo_call(insn))
18039                                 continue;
18040                         subprog = insn->off;
18041                         insn->imm = BPF_CALL_IMM(func[subprog]->bpf_func);
18042                 }
18043
18044                 /* we use the aux data to keep a list of the start addresses
18045                  * of the JITed images for each function in the program
18046                  *
18047                  * for some architectures, such as powerpc64, the imm field
18048                  * might not be large enough to hold the offset of the start
18049                  * address of the callee's JITed image from __bpf_call_base
18050                  *
18051                  * in such cases, we can lookup the start address of a callee
18052                  * by using its subprog id, available from the off field of
18053                  * the call instruction, as an index for this list
18054                  */
18055                 func[i]->aux->func = func;
18056                 func[i]->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
18057         }
18058         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
18059                 old_bpf_func = func[i]->bpf_func;
18060                 tmp = bpf_int_jit_compile(func[i]);
18061                 if (tmp != func[i] || func[i]->bpf_func != old_bpf_func) {
18062                         verbose(env, "JIT doesn't support bpf-to-bpf calls\n");
18063                         err = -ENOTSUPP;
18064                         goto out_free;
18065                 }
18066                 cond_resched();
18067         }
18068
18069         /* finally lock prog and jit images for all functions and
18070          * populate kallsysm. Begin at the first subprogram, since
18071          * bpf_prog_load will add the kallsyms for the main program.
18072          */
18073         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
18074                 bpf_prog_lock_ro(func[i]);
18075                 bpf_prog_kallsyms_add(func[i]);
18076         }
18077
18078         /* Last step: make now unused interpreter insns from main
18079          * prog consistent for later dump requests, so they can
18080          * later look the same as if they were interpreted only.
18081          */
18082         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
18083                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
18084                         insn[0].imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
18085                         insn[1].imm = insn->off;
18086                         insn->off = 0;
18087                         continue;
18088                 }
18089                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
18090                         continue;
18091                 insn->off = env->insn_aux_data[i].call_imm;
18092                 subprog = find_subprog(env, i + insn->off + 1);
18093                 insn->imm = subprog;
18094         }
18095
18096         prog->jited = 1;
18097         prog->bpf_func = func[0]->bpf_func;
18098         prog->jited_len = func[0]->jited_len;
18099         prog->aux->extable = func[0]->aux->extable;
18100         prog->aux->num_exentries = func[0]->aux->num_exentries;
18101         prog->aux->func = func;
18102         prog->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
18103         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
18104         return 0;
18105 out_free:
18106         /* We failed JIT'ing, so at this point we need to unregister poke
18107          * descriptors from subprogs, so that kernel is not attempting to
18108          * patch it anymore as we're freeing the subprog JIT memory.
18109          */
18110         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
18111                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
18112                 map_ptr->ops->map_poke_untrack(map_ptr, prog->aux);
18113         }
18114         /* At this point we're guaranteed that poke descriptors are not
18115          * live anymore. We can just unlink its descriptor table as it's
18116          * released with the main prog.
18117          */
18118         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
18119                 if (!func[i])
18120                         continue;
18121                 func[i]->aux->poke_tab = NULL;
18122                 bpf_jit_free(func[i]);
18123         }
18124         kfree(func);
18125 out_undo_insn:
18126         /* cleanup main prog to be interpreted */
18127         prog->jit_requested = 0;
18128         prog->blinding_requested = 0;
18129         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
18130                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
18131                         continue;
18132                 insn->off = 0;
18133                 insn->imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
18134         }
18135         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
18136         return err;
18137 }
18138
18139 static int fixup_call_args(struct bpf_verifier_env *env)
18140 {
18141 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
18142         struct bpf_prog *prog = env->prog;
18143         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
18144         bool has_kfunc_call = bpf_prog_has_kfunc_call(prog);
18145         int i, depth;
18146 #endif
18147         int err = 0;
18148
18149         if (env->prog->jit_requested &&
18150             !bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
18151                 err = jit_subprogs(env);
18152                 if (err == 0)
18153                         return 0;
18154                 if (err == -EFAULT)
18155                         return err;
18156         }
18157 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
18158         if (has_kfunc_call) {
18159                 verbose(env, "calling kernel functions are not allowed in non-JITed programs\n");
18160                 return -EINVAL;
18161         }
18162         if (env->subprog_cnt > 1 && env->prog->aux->tail_call_reachable) {
18163                 /* When JIT fails the progs with bpf2bpf calls and tail_calls
18164                  * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
18165                  */
18166                 verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
18167                 return -EINVAL;
18168         }
18169         for (i = 0; i < prog->len; i++, insn++) {
18170                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
18171                         /* When JIT fails the progs with callback calls
18172                          * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
18173                          */
18174                         verbose(env, "callbacks are not allowed in non-JITed programs\n");
18175                         return -EINVAL;
18176                 }
18177
18178                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
18179                         continue;
18180                 depth = get_callee_stack_depth(env, insn, i);
18181                 if (depth < 0)
18182                         return depth;
18183                 bpf_patch_call_args(insn, depth);
18184         }
18185         err = 0;
18186 #endif
18187         return err;
18188 }
18189
18190 /* replace a generic kfunc with a specialized version if necessary */
18191 static void specialize_kfunc(struct bpf_verifier_env *env,
18192                              u32 func_id, u16 offset, unsigned long *addr)
18193 {
18194         struct bpf_prog *prog = env->prog;
18195         bool seen_direct_write;
18196         void *xdp_kfunc;
18197         bool is_rdonly;
18198
18199         if (bpf_dev_bound_kfunc_id(func_id)) {
18200                 xdp_kfunc = bpf_dev_bound_resolve_kfunc(prog, func_id);
18201                 if (xdp_kfunc) {
18202                         *addr = (unsigned long)xdp_kfunc;
18203                         return;
18204                 }
18205                 /* fallback to default kfunc when not supported by netdev */
18206         }
18207
18208         if (offset)
18209                 return;
18210
18211         if (func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_skb]) {
18212                 seen_direct_write = env->seen_direct_write;
18213                 is_rdonly = !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, BPF_WRITE);
18214
18215                 if (is_rdonly)
18216                         *addr = (unsigned long)bpf_dynptr_from_skb_rdonly;
18217
18218                 /* restore env->seen_direct_write to its original value, since
18219                  * may_access_direct_pkt_data mutates it
18220                  */
18221                 env->seen_direct_write = seen_direct_write;
18222         }
18223 }
18224
18225 static void __fixup_collection_insert_kfunc(struct bpf_insn_aux_data *insn_aux,
18226                                             u16 struct_meta_reg,
18227                                             u16 node_offset_reg,
18228                                             struct bpf_insn *insn,
18229                                             struct bpf_insn *insn_buf,
18230                                             int *cnt)
18231 {
18232         struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = insn_aux->kptr_struct_meta;
18233         struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(struct_meta_reg, (long)kptr_struct_meta) };
18234
18235         insn_buf[0] = addr[0];
18236         insn_buf[1] = addr[1];
18237         insn_buf[2] = BPF_MOV64_IMM(node_offset_reg, insn_aux->insert_off);
18238         insn_buf[3] = *insn;
18239         *cnt = 4;
18240 }
18241
18242 static int fixup_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
18243                             struct bpf_insn *insn_buf, int insn_idx, int *cnt)
18244 {
18245         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
18246
18247         if (!insn->imm) {
18248                 verbose(env, "invalid kernel function call not eliminated in verifier pass\n");
18249                 return -EINVAL;
18250         }
18251
18252         *cnt = 0;
18253
18254         /* insn->imm has the btf func_id. Replace it with an offset relative to
18255          * __bpf_call_base, unless the JIT needs to call functions that are
18256          * further than 32 bits away (bpf_jit_supports_far_kfunc_call()).
18257          */
18258         desc = find_kfunc_desc(env->prog, insn->imm, insn->off);
18259         if (!desc) {
18260                 verbose(env, "verifier internal error: kernel function descriptor not found for func_id %u\n",
18261                         insn->imm);
18262                 return -EFAULT;
18263         }
18264
18265         if (!bpf_jit_supports_far_kfunc_call())
18266                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(desc->addr);
18267         if (insn->off)
18268                 return 0;
18269         if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl]) {
18270                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
18271                 struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_2, (long)kptr_struct_meta) };
18272                 u64 obj_new_size = env->insn_aux_data[insn_idx].obj_new_size;
18273
18274                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_1, obj_new_size);
18275                 insn_buf[1] = addr[0];
18276                 insn_buf[2] = addr[1];
18277                 insn_buf[3] = *insn;
18278                 *cnt = 4;
18279         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl] ||
18280                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl]) {
18281                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
18282                 struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_2, (long)kptr_struct_meta) };
18283
18284                 if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl] &&
18285                     !kptr_struct_meta) {
18286                         verbose(env, "verifier internal error: kptr_struct_meta expected at insn_idx %d\n",
18287                                 insn_idx);
18288                         return -EFAULT;
18289                 }
18290
18291                 insn_buf[0] = addr[0];
18292                 insn_buf[1] = addr[1];
18293                 insn_buf[2] = *insn;
18294                 *cnt = 3;
18295         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
18296                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
18297                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
18298                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
18299                 int struct_meta_reg = BPF_REG_3;
18300                 int node_offset_reg = BPF_REG_4;
18301
18302                 /* rbtree_add has extra 'less' arg, so args-to-fixup are in diff regs */
18303                 if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
18304                         struct_meta_reg = BPF_REG_4;
18305                         node_offset_reg = BPF_REG_5;
18306                 }
18307
18308                 if (!kptr_struct_meta) {
18309                         verbose(env, "verifier internal error: kptr_struct_meta expected at insn_idx %d\n",
18310                                 insn_idx);
18311                         return -EFAULT;
18312                 }
18313
18314                 __fixup_collection_insert_kfunc(&env->insn_aux_data[insn_idx], struct_meta_reg,
18315                                                 node_offset_reg, insn, insn_buf, cnt);
18316         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx] ||
18317                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rdonly_cast]) {
18318                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, BPF_REG_1);
18319                 *cnt = 1;
18320         }
18321         return 0;
18322 }
18323
18324 /* Do various post-verification rewrites in a single program pass.
18325  * These rewrites simplify JIT and interpreter implementations.
18326  */
18327 static int do_misc_fixups(struct bpf_verifier_env *env)
18328 {
18329         struct bpf_prog *prog = env->prog;
18330         enum bpf_attach_type eatype = prog->expected_attach_type;
18331         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
18332         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
18333         const struct bpf_func_proto *fn;
18334         const int insn_cnt = prog->len;
18335         const struct bpf_map_ops *ops;
18336         struct bpf_insn_aux_data *aux;
18337         struct bpf_insn insn_buf[16];
18338         struct bpf_prog *new_prog;
18339         struct bpf_map *map_ptr;
18340         int i, ret, cnt, delta = 0;
18341
18342         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
18343                 /* Make divide-by-zero exceptions impossible. */
18344                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X) ||
18345                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
18346                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X) ||
18347                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
18348                         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
18349                         bool isdiv = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV;
18350                         struct bpf_insn *patchlet;
18351                         struct bpf_insn chk_and_div[] = {
18352                                 /* [R,W]x div 0 -> 0 */
18353                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
18354                                              BPF_JNE | BPF_K, insn->src_reg,
18355                                              0, 2, 0),
18356                                 BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
18357                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
18358                                 *insn,
18359                         };
18360                         struct bpf_insn chk_and_mod[] = {
18361                                 /* [R,W]x mod 0 -> [R,W]x */
18362                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
18363                                              BPF_JEQ | BPF_K, insn->src_reg,
18364                                              0, 1 + (is64 ? 0 : 1), 0),
18365                                 *insn,
18366                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
18367                                 BPF_MOV32_REG(insn->dst_reg, insn->dst_reg),
18368                         };
18369
18370                         patchlet = isdiv ? chk_and_div : chk_and_mod;
18371                         cnt = isdiv ? ARRAY_SIZE(chk_and_div) :
18372                                       ARRAY_SIZE(chk_and_mod) - (is64 ? 2 : 0);
18373
18374                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
18375                         if (!new_prog)
18376                                 return -ENOMEM;
18377
18378                         delta    += cnt - 1;
18379                         env->prog = prog = new_prog;
18380                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18381                         continue;
18382                 }
18383
18384                 /* Implement LD_ABS and LD_IND with a rewrite, if supported by the program type. */
18385                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LD &&
18386                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS ||
18387                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)) {
18388                         cnt = env->ops->gen_ld_abs(insn, insn_buf);
18389                         if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
18390                                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18391                                 return -EINVAL;
18392                         }
18393
18394                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18395                         if (!new_prog)
18396                                 return -ENOMEM;
18397
18398                         delta    += cnt - 1;
18399                         env->prog = prog = new_prog;
18400                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18401                         continue;
18402                 }
18403
18404                 /* Rewrite pointer arithmetic to mitigate speculation attacks. */
18405                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X) ||
18406                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X)) {
18407                         const u8 code_add = BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X;
18408                         const u8 code_sub = BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X;
18409                         struct bpf_insn *patch = &insn_buf[0];
18410                         bool issrc, isneg, isimm;
18411                         u32 off_reg;
18412
18413                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
18414                         if (!aux->alu_state ||
18415                             aux->alu_state == BPF_ALU_NON_POINTER)
18416                                 continue;
18417
18418                         isneg = aux->alu_state & BPF_ALU_NEG_VALUE;
18419                         issrc = (aux->alu_state & BPF_ALU_SANITIZE) ==
18420                                 BPF_ALU_SANITIZE_SRC;
18421                         isimm = aux->alu_state & BPF_ALU_IMMEDIATE;
18422
18423                         off_reg = issrc ? insn->src_reg : insn->dst_reg;
18424                         if (isimm) {
18425                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
18426                         } else {
18427                                 if (isneg)
18428                                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
18429                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
18430                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_SUB, BPF_REG_AX, off_reg);
18431                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, BPF_REG_AX, off_reg);
18432                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_NEG, BPF_REG_AX, 0);
18433                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ARSH, BPF_REG_AX, 63);
18434                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, BPF_REG_AX, off_reg);
18435                         }
18436                         if (!issrc)
18437                                 *patch++ = BPF_MOV64_REG(insn->dst_reg, insn->src_reg);
18438                         insn->src_reg = BPF_REG_AX;
18439                         if (isneg)
18440                                 insn->code = insn->code == code_add ?
18441                                              code_sub : code_add;
18442                         *patch++ = *insn;
18443                         if (issrc && isneg && !isimm)
18444                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
18445                         cnt = patch - insn_buf;
18446
18447                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18448                         if (!new_prog)
18449                                 return -ENOMEM;
18450
18451                         delta    += cnt - 1;
18452                         env->prog = prog = new_prog;
18453                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18454                         continue;
18455                 }
18456
18457                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
18458                         continue;
18459                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
18460                         continue;
18461                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
18462                         ret = fixup_kfunc_call(env, insn, insn_buf, i + delta, &cnt);
18463                         if (ret)
18464                                 return ret;
18465                         if (cnt == 0)
18466                                 continue;
18467
18468                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18469                         if (!new_prog)
18470                                 return -ENOMEM;
18471
18472                         delta    += cnt - 1;
18473                         env->prog = prog = new_prog;
18474                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18475                         continue;
18476                 }
18477
18478                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_route_realm)
18479                         prog->dst_needed = 1;
18480                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_prandom_u32)
18481                         bpf_user_rnd_init_once();
18482                 if (insn->imm == BPF_FUNC_override_return)
18483                         prog->kprobe_override = 1;
18484                 if (insn->imm == BPF_FUNC_tail_call) {
18485                         /* If we tail call into other programs, we
18486                          * cannot make any assumptions since they can
18487                          * be replaced dynamically during runtime in
18488                          * the program array.
18489                          */
18490                         prog->cb_access = 1;
18491                         if (!allow_tail_call_in_subprogs(env))
18492                                 prog->aux->stack_depth = MAX_BPF_STACK;
18493                         prog->aux->max_pkt_offset = MAX_PACKET_OFF;
18494
18495                         /* mark bpf_tail_call as different opcode to avoid
18496                          * conditional branch in the interpreter for every normal
18497                          * call and to prevent accidental JITing by JIT compiler
18498                          * that doesn't support bpf_tail_call yet
18499                          */
18500                         insn->imm = 0;
18501                         insn->code = BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL;
18502
18503                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
18504                         if (env->bpf_capable && !prog->blinding_requested &&
18505                             prog->jit_requested &&
18506                             !bpf_map_key_poisoned(aux) &&
18507                             !bpf_map_ptr_poisoned(aux) &&
18508                             !bpf_map_ptr_unpriv(aux)) {
18509                                 struct bpf_jit_poke_descriptor desc = {
18510                                         .reason = BPF_POKE_REASON_TAIL_CALL,
18511                                         .tail_call.map = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state),
18512                                         .tail_call.key = bpf_map_key_immediate(aux),
18513                                         .insn_idx = i + delta,
18514                                 };
18515
18516                                 ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(prog, &desc);
18517                                 if (ret < 0) {
18518                                         verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
18519                                         return ret;
18520                                 }
18521
18522                                 insn->imm = ret + 1;
18523                                 continue;
18524                         }
18525
18526                         if (!bpf_map_ptr_unpriv(aux))
18527                                 continue;
18528
18529                         /* instead of changing every JIT dealing with tail_call
18530                          * emit two extra insns:
18531                          * if (index >= max_entries) goto out;
18532                          * index &= array->index_mask;
18533                          * to avoid out-of-bounds cpu speculation
18534                          */
18535                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux)) {
18536                                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
18537                                 return -EINVAL;
18538                         }
18539
18540                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
18541                         insn_buf[0] = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, BPF_REG_3,
18542                                                   map_ptr->max_entries, 2);
18543                         insn_buf[1] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, BPF_REG_3,
18544                                                     container_of(map_ptr,
18545                                                                  struct bpf_array,
18546                                                                  map)->index_mask);
18547                         insn_buf[2] = *insn;
18548                         cnt = 3;
18549                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18550                         if (!new_prog)
18551                                 return -ENOMEM;
18552
18553                         delta    += cnt - 1;
18554                         env->prog = prog = new_prog;
18555                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18556                         continue;
18557                 }
18558
18559                 if (insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
18560                         /* The verifier will process callback_fn as many times as necessary
18561                          * with different maps and the register states prepared by
18562                          * set_timer_callback_state will be accurate.
18563                          *
18564                          * The following use case is valid:
18565                          *   map1 is shared by prog1, prog2, prog3.
18566                          *   prog1 calls bpf_timer_init for some map1 elements
18567                          *   prog2 calls bpf_timer_set_callback for some map1 elements.
18568                          *     Those that were not bpf_timer_init-ed will return -EINVAL.
18569                          *   prog3 calls bpf_timer_start for some map1 elements.
18570                          *     Those that were not both bpf_timer_init-ed and
18571                          *     bpf_timer_set_callback-ed will return -EINVAL.
18572                          */
18573                         struct bpf_insn ld_addrs[2] = {
18574                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_3, (long)prog->aux),
18575                         };
18576
18577                         insn_buf[0] = ld_addrs[0];
18578                         insn_buf[1] = ld_addrs[1];
18579                         insn_buf[2] = *insn;
18580                         cnt = 3;
18581
18582                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18583                         if (!new_prog)
18584                                 return -ENOMEM;
18585
18586                         delta    += cnt - 1;
18587                         env->prog = prog = new_prog;
18588                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18589                         goto patch_call_imm;
18590                 }
18591
18592                 if (is_storage_get_function(insn->imm)) {
18593                         if (!env->prog->aux->sleepable ||
18594                             env->insn_aux_data[i + delta].storage_get_func_atomic)
18595                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_ATOMIC);
18596                         else
18597                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_KERNEL);
18598                         insn_buf[1] = *insn;
18599                         cnt = 2;
18600
18601                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18602                         if (!new_prog)
18603                                 return -ENOMEM;
18604
18605                         delta += cnt - 1;
18606                         env->prog = prog = new_prog;
18607                         insn = new_prog->insnsi + i + delta;
18608                         goto patch_call_imm;
18609                 }
18610
18611                 /* BPF_EMIT_CALL() assumptions in some of the map_gen_lookup
18612                  * and other inlining handlers are currently limited to 64 bit
18613                  * only.
18614                  */
18615                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
18616                     (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
18617                      insn->imm == BPF_FUNC_map_update_elem ||
18618                      insn->imm == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
18619                      insn->imm == BPF_FUNC_map_push_elem   ||
18620                      insn->imm == BPF_FUNC_map_pop_elem    ||
18621                      insn->imm == BPF_FUNC_map_peek_elem   ||
18622                      insn->imm == BPF_FUNC_redirect_map    ||
18623                      insn->imm == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
18624                      insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)) {
18625                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
18626                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux))
18627                                 goto patch_call_imm;
18628
18629                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
18630                         ops = map_ptr->ops;
18631                         if (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
18632                             ops->map_gen_lookup) {
18633                                 cnt = ops->map_gen_lookup(map_ptr, insn_buf);
18634                                 if (cnt == -EOPNOTSUPP)
18635                                         goto patch_map_ops_generic;
18636                                 if (cnt <= 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
18637                                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18638                                         return -EINVAL;
18639                                 }
18640
18641                                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta,
18642                                                                insn_buf, cnt);
18643                                 if (!new_prog)
18644                                         return -ENOMEM;
18645
18646                                 delta    += cnt - 1;
18647                                 env->prog = prog = new_prog;
18648                                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18649                                 continue;
18650                         }
18651
18652                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_elem,
18653                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
18654                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_delete_elem,
18655                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
18656                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_update_elem,
18657                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
18658                                               u64 flags))NULL));
18659                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_push_elem,
18660                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value,
18661                                               u64 flags))NULL));
18662                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_pop_elem,
18663                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
18664                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_peek_elem,
18665                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
18666                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_redirect,
18667                                      (long (*)(struct bpf_map *map, u64 index, u64 flags))NULL));
18668                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_for_each_callback,
18669                                      (long (*)(struct bpf_map *map,
18670                                               bpf_callback_t callback_fn,
18671                                               void *callback_ctx,
18672                                               u64 flags))NULL));
18673                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_percpu_elem,
18674                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key, u32 cpu))NULL));
18675
18676 patch_map_ops_generic:
18677                         switch (insn->imm) {
18678                         case BPF_FUNC_map_lookup_elem:
18679                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_elem);
18680                                 continue;
18681                         case BPF_FUNC_map_update_elem:
18682                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_update_elem);
18683                                 continue;
18684                         case BPF_FUNC_map_delete_elem:
18685                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_delete_elem);
18686                                 continue;
18687                         case BPF_FUNC_map_push_elem:
18688                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_push_elem);
18689                                 continue;
18690                         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
18691                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_pop_elem);
18692                                 continue;
18693                         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
18694                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_peek_elem);
18695                                 continue;
18696                         case BPF_FUNC_redirect_map:
18697                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_redirect);
18698                                 continue;
18699                         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
18700                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_for_each_callback);
18701                                 continue;
18702                         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
18703                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_percpu_elem);
18704                                 continue;
18705                         }
18706
18707                         goto patch_call_imm;
18708                 }
18709
18710                 /* Implement bpf_jiffies64 inline. */
18711                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
18712                     insn->imm == BPF_FUNC_jiffies64) {
18713                         struct bpf_insn ld_jiffies_addr[2] = {
18714                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_0,
18715                                              (unsigned long)&jiffies),
18716                         };
18717
18718                         insn_buf[0] = ld_jiffies_addr[0];
18719                         insn_buf[1] = ld_jiffies_addr[1];
18720                         insn_buf[2] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0,
18721                                                   BPF_REG_0, 0);
18722                         cnt = 3;
18723
18724                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf,
18725                                                        cnt);
18726                         if (!new_prog)
18727                                 return -ENOMEM;
18728
18729                         delta    += cnt - 1;
18730                         env->prog = prog = new_prog;
18731                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18732                         continue;
18733                 }
18734
18735                 /* Implement bpf_get_func_arg inline. */
18736                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18737                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg) {
18738                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
18739                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
18740                         insn_buf[1] = BPF_JMP32_REG(BPF_JGE, BPF_REG_2, BPF_REG_0, 6);
18741                         insn_buf[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_2, 3);
18742                         insn_buf[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_2, BPF_REG_1);
18743                         insn_buf[4] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_2, 0);
18744                         insn_buf[5] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
18745                         insn_buf[6] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
18746                         insn_buf[7] = BPF_JMP_A(1);
18747                         insn_buf[8] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EINVAL);
18748                         cnt = 9;
18749
18750                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18751                         if (!new_prog)
18752                                 return -ENOMEM;
18753
18754                         delta    += cnt - 1;
18755                         env->prog = prog = new_prog;
18756                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18757                         continue;
18758                 }
18759
18760                 /* Implement bpf_get_func_ret inline. */
18761                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18762                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ret) {
18763                         if (eatype == BPF_TRACE_FEXIT ||
18764                             eatype == BPF_MODIFY_RETURN) {
18765                                 /* Load nr_args from ctx - 8 */
18766                                 insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
18767                                 insn_buf[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_0, 3);
18768                                 insn_buf[2] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_0, BPF_REG_1);
18769                                 insn_buf[3] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
18770                                 insn_buf[4] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_2, BPF_REG_3, 0);
18771                                 insn_buf[5] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
18772                                 cnt = 6;
18773                         } else {
18774                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EOPNOTSUPP);
18775                                 cnt = 1;
18776                         }
18777
18778                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18779                         if (!new_prog)
18780                                 return -ENOMEM;
18781
18782                         delta    += cnt - 1;
18783                         env->prog = prog = new_prog;
18784                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18785                         continue;
18786                 }
18787
18788                 /* Implement get_func_arg_cnt inline. */
18789                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18790                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg_cnt) {
18791                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
18792                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
18793
18794                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
18795                         if (!new_prog)
18796                                 return -ENOMEM;
18797
18798                         env->prog = prog = new_prog;
18799                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18800                         continue;
18801                 }
18802
18803                 /* Implement bpf_get_func_ip inline. */
18804                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18805                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ip) {
18806                         /* Load IP address from ctx - 16 */
18807                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -16);
18808
18809                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
18810                         if (!new_prog)
18811                                 return -ENOMEM;
18812
18813                         env->prog = prog = new_prog;
18814                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18815                         continue;
18816                 }
18817
18818 patch_call_imm:
18819                 fn = env->ops->get_func_proto(insn->imm, env->prog);
18820                 /* all functions that have prototype and verifier allowed
18821                  * programs to call them, must be real in-kernel functions
18822                  */
18823                 if (!fn->func) {
18824                         verbose(env,
18825                                 "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
18826                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
18827                         return -EFAULT;
18828                 }
18829                 insn->imm = fn->func - __bpf_call_base;
18830         }
18831
18832         /* Since poke tab is now finalized, publish aux to tracker. */
18833         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
18834                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
18835                 if (!map_ptr->ops->map_poke_track ||
18836                     !map_ptr->ops->map_poke_untrack ||
18837                     !map_ptr->ops->map_poke_run) {
18838                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18839                         return -EINVAL;
18840                 }
18841
18842                 ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, prog->aux);
18843                 if (ret < 0) {
18844                         verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
18845                         return ret;
18846                 }
18847         }
18848
18849         sort_kfunc_descs_by_imm_off(env->prog);
18850
18851         return 0;
18852 }
18853
18854 static struct bpf_prog *inline_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env,
18855                                         int position,
18856                                         s32 stack_base,
18857                                         u32 callback_subprogno,
18858                                         u32 *cnt)
18859 {
18860         s32 r6_offset = stack_base + 0 * BPF_REG_SIZE;
18861         s32 r7_offset = stack_base + 1 * BPF_REG_SIZE;
18862         s32 r8_offset = stack_base + 2 * BPF_REG_SIZE;
18863         int reg_loop_max = BPF_REG_6;
18864         int reg_loop_cnt = BPF_REG_7;
18865         int reg_loop_ctx = BPF_REG_8;
18866
18867         struct bpf_prog *new_prog;
18868         u32 callback_start;
18869         u32 call_insn_offset;
18870         s32 callback_offset;
18871
18872         /* This represents an inlined version of bpf_iter.c:bpf_loop,
18873          * be careful to modify this code in sync.
18874          */
18875         struct bpf_insn insn_buf[] = {
18876                 /* Return error and jump to the end of the patch if
18877                  * expected number of iterations is too big.
18878                  */
18879                 BPF_JMP_IMM(BPF_JLE, BPF_REG_1, BPF_MAX_LOOPS, 2),
18880                 BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_0, -E2BIG),
18881                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 16),
18882                 /* spill R6, R7, R8 to use these as loop vars */
18883                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_6, r6_offset),
18884                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_7, r7_offset),
18885                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_8, r8_offset),
18886                 /* initialize loop vars */
18887                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_max, BPF_REG_1),
18888                 BPF_MOV32_IMM(reg_loop_cnt, 0),
18889                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_ctx, BPF_REG_3),
18890                 /* loop header,
18891                  * if reg_loop_cnt >= reg_loop_max skip the loop body
18892                  */
18893                 BPF_JMP_REG(BPF_JGE, reg_loop_cnt, reg_loop_max, 5),
18894                 /* callback call,
18895                  * correct callback offset would be set after patching
18896                  */
18897                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, reg_loop_cnt),
18898                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, reg_loop_ctx),
18899                 BPF_CALL_REL(0),
18900                 /* increment loop counter */
18901                 BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, reg_loop_cnt, 1),
18902                 /* jump to loop header if callback returned 0 */
18903                 BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, BPF_REG_0, 0, -6),
18904                 /* return value of bpf_loop,
18905                  * set R0 to the number of iterations
18906                  */
18907                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, reg_loop_cnt),
18908                 /* restore original values of R6, R7, R8 */
18909                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_6, BPF_REG_10, r6_offset),
18910                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_7, BPF_REG_10, r7_offset),
18911                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_8, BPF_REG_10, r8_offset),
18912         };
18913
18914         *cnt = ARRAY_SIZE(insn_buf);
18915         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, position, insn_buf, *cnt);
18916         if (!new_prog)
18917                 return new_prog;
18918
18919         /* callback start is known only after patching */
18920         callback_start = env->subprog_info[callback_subprogno].start;
18921         /* Note: insn_buf[12] is an offset of BPF_CALL_REL instruction */
18922         call_insn_offset = position + 12;
18923         callback_offset = callback_start - call_insn_offset - 1;
18924         new_prog->insnsi[call_insn_offset].imm = callback_offset;
18925
18926         return new_prog;
18927 }
18928
18929 static bool is_bpf_loop_call(struct bpf_insn *insn)
18930 {
18931         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
18932                 insn->src_reg == 0 &&
18933                 insn->imm == BPF_FUNC_loop;
18934 }
18935
18936 /* For all sub-programs in the program (including main) check
18937  * insn_aux_data to see if there are bpf_loop calls that require
18938  * inlining. If such calls are found the calls are replaced with a
18939  * sequence of instructions produced by `inline_bpf_loop` function and
18940  * subprog stack_depth is increased by the size of 3 registers.
18941  * This stack space is used to spill values of the R6, R7, R8.  These
18942  * registers are used to store the loop bound, counter and context
18943  * variables.
18944  */
18945 static int optimize_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env)
18946 {
18947         struct bpf_subprog_info *subprogs = env->subprog_info;
18948         int i, cur_subprog = 0, cnt, delta = 0;
18949         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
18950         int insn_cnt = env->prog->len;
18951         u16 stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
18952         u16 stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
18953         u16 stack_depth_extra = 0;
18954
18955         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
18956                 struct bpf_loop_inline_state *inline_state =
18957                         &env->insn_aux_data[i + delta].loop_inline_state;
18958
18959                 if (is_bpf_loop_call(insn) && inline_state->fit_for_inline) {
18960                         struct bpf_prog *new_prog;
18961
18962                         stack_depth_extra = BPF_REG_SIZE * 3 + stack_depth_roundup;
18963                         new_prog = inline_bpf_loop(env,
18964                                                    i + delta,
18965                                                    -(stack_depth + stack_depth_extra),
18966                                                    inline_state->callback_subprogno,
18967                                                    &cnt);
18968                         if (!new_prog)
18969                                 return -ENOMEM;
18970
18971                         delta     += cnt - 1;
18972                         env->prog  = new_prog;
18973                         insn       = new_prog->insnsi + i + delta;
18974                 }
18975
18976                 if (subprogs[cur_subprog + 1].start == i + delta + 1) {
18977                         subprogs[cur_subprog].stack_depth += stack_depth_extra;
18978                         cur_subprog++;
18979                         stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
18980                         stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
18981                         stack_depth_extra = 0;
18982                 }
18983         }
18984
18985         env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
18986
18987         return 0;
18988 }
18989
18990 static void free_states(struct bpf_verifier_env *env)
18991 {
18992         struct bpf_verifier_state_list *sl, *sln;
18993         int i;
18994
18995         sl = env->free_list;
18996         while (sl) {
18997                 sln = sl->next;
18998                 free_verifier_state(&sl->state, false);
18999                 kfree(sl);
19000                 sl = sln;
19001         }
19002         env->free_list = NULL;
19003
19004         if (!env->explored_states)
19005                 return;
19006
19007         for (i = 0; i < state_htab_size(env); i++) {
19008                 sl = env->explored_states[i];
19009
19010                 while (sl) {
19011                         sln = sl->next;
19012                         free_verifier_state(&sl->state, false);
19013                         kfree(sl);
19014                         sl = sln;
19015                 }
19016                 env->explored_states[i] = NULL;
19017         }
19018 }
19019
19020 static int do_check_common(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
19021 {
19022         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
19023         struct bpf_verifier_state *state;
19024         struct bpf_reg_state *regs;
19025         int ret, i;
19026
19027         env->prev_linfo = NULL;
19028         env->pass_cnt++;
19029
19030         state = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state), GFP_KERNEL);
19031         if (!state)
19032                 return -ENOMEM;
19033         state->curframe = 0;
19034         state->speculative = false;
19035         state->branches = 1;
19036         state->frame[0] = kzalloc(sizeof(struct bpf_func_state), GFP_KERNEL);
19037         if (!state->frame[0]) {
19038                 kfree(state);
19039                 return -ENOMEM;
19040         }
19041         env->cur_state = state;
19042         init_func_state(env, state->frame[0],
19043                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
19044                         0 /* frameno */,
19045                         subprog);
19046         state->first_insn_idx = env->subprog_info[subprog].start;
19047         state->last_insn_idx = -1;
19048
19049         regs = state->frame[state->curframe]->regs;
19050         if (subprog || env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
19051                 ret = btf_prepare_func_args(env, subprog, regs);
19052                 if (ret)
19053                         goto out;
19054                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
19055                         if (regs[i].type == PTR_TO_CTX)
19056                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
19057                         else if (regs[i].type == SCALAR_VALUE)
19058                                 mark_reg_unknown(env, regs, i);
19059                         else if (base_type(regs[i].type) == PTR_TO_MEM) {
19060                                 const u32 mem_size = regs[i].mem_size;
19061
19062                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
19063                                 regs[i].mem_size = mem_size;
19064                                 regs[i].id = ++env->id_gen;
19065                         }
19066                 }
19067         } else {
19068                 /* 1st arg to a function */
19069                 regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_CTX;
19070                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_1);
19071                 ret = btf_check_subprog_arg_match(env, subprog, regs);
19072                 if (ret == -EFAULT)
19073                         /* unlikely verifier bug. abort.
19074                          * ret == 0 and ret < 0 are sadly acceptable for
19075                          * main() function due to backward compatibility.
19076                          * Like socket filter program may be written as:
19077                          * int bpf_prog(struct pt_regs *ctx)
19078                          * and never dereference that ctx in the program.
19079                          * 'struct pt_regs' is a type mismatch for socket
19080                          * filter that should be using 'struct __sk_buff'.
19081                          */
19082                         goto out;
19083         }
19084
19085         ret = do_check(env);
19086 out:
19087         /* check for NULL is necessary, since cur_state can be freed inside
19088          * do_check() under memory pressure.
19089          */
19090         if (env->cur_state) {
19091                 free_verifier_state(env->cur_state, true);
19092                 env->cur_state = NULL;
19093         }
19094         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
19095         if (!ret && pop_log)
19096                 bpf_vlog_reset(&env->log, 0);
19097         free_states(env);
19098         return ret;
19099 }
19100
19101 /* Verify all global functions in a BPF program one by one based on their BTF.
19102  * All global functions must pass verification. Otherwise the whole program is rejected.
19103  * Consider:
19104  * int bar(int);
19105  * int foo(int f)
19106  * {
19107  *    return bar(f);
19108  * }
19109  * int bar(int b)
19110  * {
19111  *    ...
19112  * }
19113  * foo() will be verified first for R1=any_scalar_value. During verification it
19114  * will be assumed that bar() already verified successfully and call to bar()
19115  * from foo() will be checked for type match only. Later bar() will be verified
19116  * independently to check that it's safe for R1=any_scalar_value.
19117  */
19118 static int do_check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
19119 {
19120         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
19121         int i, ret;
19122
19123         if (!aux->func_info)
19124                 return 0;
19125
19126         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
19127                 if (aux->func_info_aux[i].linkage != BTF_FUNC_GLOBAL)
19128                         continue;
19129                 env->insn_idx = env->subprog_info[i].start;
19130                 WARN_ON_ONCE(env->insn_idx == 0);
19131                 ret = do_check_common(env, i);
19132                 if (ret) {
19133                         return ret;
19134                 } else if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
19135                         verbose(env,
19136                                 "Func#%d is safe for any args that match its prototype\n",
19137                                 i);
19138                 }
19139         }
19140         return 0;
19141 }
19142
19143 static int do_check_main(struct bpf_verifier_env *env)
19144 {
19145         int ret;
19146
19147         env->insn_idx = 0;
19148         ret = do_check_common(env, 0);
19149         if (!ret)
19150                 env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
19151         return ret;
19152 }
19153
19154
19155 static void print_verification_stats(struct bpf_verifier_env *env)
19156 {
19157         int i;
19158
19159         if (env->log.level & BPF_LOG_STATS) {
19160                 verbose(env, "verification time %lld usec\n",
19161                         div_u64(env->verification_time, 1000));
19162                 verbose(env, "stack depth ");
19163                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
19164                         u32 depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
19165
19166                         verbose(env, "%d", depth);
19167                         if (i + 1 < env->subprog_cnt)
19168                                 verbose(env, "+");
19169                 }
19170                 verbose(env, "\n");
19171         }
19172         verbose(env, "processed %d insns (limit %d) max_states_per_insn %d "
19173                 "total_states %d peak_states %d mark_read %d\n",
19174                 env->insn_processed, BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS,
19175                 env->max_states_per_insn, env->total_states,
19176                 env->peak_states, env->longest_mark_read_walk);
19177 }
19178
19179 static int check_struct_ops_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
19180 {
19181         const struct btf_type *t, *func_proto;
19182         const struct bpf_struct_ops *st_ops;
19183         const struct btf_member *member;
19184         struct bpf_prog *prog = env->prog;
19185         u32 btf_id, member_idx;
19186         const char *mname;
19187
19188         if (!prog->gpl_compatible) {
19189                 verbose(env, "struct ops programs must have a GPL compatible license\n");
19190                 return -EINVAL;
19191         }
19192
19193         btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
19194         st_ops = bpf_struct_ops_find(btf_id);
19195         if (!st_ops) {
19196                 verbose(env, "attach_btf_id %u is not a supported struct\n",
19197                         btf_id);
19198                 return -ENOTSUPP;
19199         }
19200
19201         t = st_ops->type;
19202         member_idx = prog->expected_attach_type;
19203         if (member_idx >= btf_type_vlen(t)) {
19204                 verbose(env, "attach to invalid member idx %u of struct %s\n",
19205                         member_idx, st_ops->name);
19206                 return -EINVAL;
19207         }
19208
19209         member = &btf_type_member(t)[member_idx];
19210         mname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, member->name_off);
19211         func_proto = btf_type_resolve_func_ptr(btf_vmlinux, member->type,
19212                                                NULL);
19213         if (!func_proto) {
19214                 verbose(env, "attach to invalid member %s(@idx %u) of struct %s\n",
19215                         mname, member_idx, st_ops->name);
19216                 return -EINVAL;
19217         }
19218
19219         if (st_ops->check_member) {
19220                 int err = st_ops->check_member(t, member, prog);
19221
19222                 if (err) {
19223                         verbose(env, "attach to unsupported member %s of struct %s\n",
19224                                 mname, st_ops->name);
19225                         return err;
19226                 }
19227         }
19228
19229         prog->aux->attach_func_proto = func_proto;
19230         prog->aux->attach_func_name = mname;
19231         env->ops = st_ops->verifier_ops;
19232
19233         return 0;
19234 }
19235 #define SECURITY_PREFIX "security_"
19236
19237 static int check_attach_modify_return(unsigned long addr, const char *func_name)
19238 {
19239         if (within_error_injection_list(addr) ||
19240             !strncmp(SECURITY_PREFIX, func_name, sizeof(SECURITY_PREFIX) - 1))
19241                 return 0;
19242
19243         return -EINVAL;
19244 }
19245
19246 /* list of non-sleepable functions that are otherwise on
19247  * ALLOW_ERROR_INJECTION list
19248  */
19249 BTF_SET_START(btf_non_sleepable_error_inject)
19250 /* Three functions below can be called from sleepable and non-sleepable context.
19251  * Assume non-sleepable from bpf safety point of view.
19252  */
19253 BTF_ID(func, __filemap_add_folio)
19254 BTF_ID(func, should_fail_alloc_page)
19255 BTF_ID(func, should_failslab)
19256 BTF_SET_END(btf_non_sleepable_error_inject)
19257
19258 static int check_non_sleepable_error_inject(u32 btf_id)
19259 {
19260         return btf_id_set_contains(&btf_non_sleepable_error_inject, btf_id);
19261 }
19262
19263 int bpf_check_attach_target(struct bpf_verifier_log *log,
19264                             const struct bpf_prog *prog,
19265                             const struct bpf_prog *tgt_prog,
19266                             u32 btf_id,
19267                             struct bpf_attach_target_info *tgt_info)
19268 {
19269         bool prog_extension = prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT;
19270         const char prefix[] = "btf_trace_";
19271         int ret = 0, subprog = -1, i;
19272         const struct btf_type *t;
19273         bool conservative = true;
19274         const char *tname;
19275         struct btf *btf;
19276         long addr = 0;
19277         struct module *mod = NULL;
19278
19279         if (!btf_id) {
19280                 bpf_log(log, "Tracing programs must provide btf_id\n");
19281                 return -EINVAL;
19282         }
19283         btf = tgt_prog ? tgt_prog->aux->btf : prog->aux->attach_btf;
19284         if (!btf) {
19285                 bpf_log(log,
19286                         "FENTRY/FEXIT program can only be attached to another program annotated with BTF\n");
19287                 return -EINVAL;
19288         }
19289         t = btf_type_by_id(btf, btf_id);
19290         if (!t) {
19291                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u is invalid\n", btf_id);
19292                 return -EINVAL;
19293         }
19294         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
19295         if (!tname) {
19296                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u doesn't have a name\n", btf_id);
19297                 return -EINVAL;
19298         }
19299         if (tgt_prog) {
19300                 struct bpf_prog_aux *aux = tgt_prog->aux;
19301
19302                 if (bpf_prog_is_dev_bound(prog->aux) &&
19303                     !bpf_prog_dev_bound_match(prog, tgt_prog)) {
19304                         bpf_log(log, "Target program bound device mismatch");
19305                         return -EINVAL;
19306                 }
19307
19308                 for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++)
19309                         if (aux->func_info[i].type_id == btf_id) {
19310                                 subprog = i;
19311                                 break;
19312                         }
19313                 if (subprog == -1) {
19314                         bpf_log(log, "Subprog %s doesn't exist\n", tname);
19315                         return -EINVAL;
19316                 }
19317                 conservative = aux->func_info_aux[subprog].unreliable;
19318                 if (prog_extension) {
19319                         if (conservative) {
19320                                 bpf_log(log,
19321                                         "Cannot replace static functions\n");
19322                                 return -EINVAL;
19323                         }
19324                         if (!prog->jit_requested) {
19325                                 bpf_log(log,
19326                                         "Extension programs should be JITed\n");
19327                                 return -EINVAL;
19328                         }
19329                 }
19330                 if (!tgt_prog->jited) {
19331                         bpf_log(log, "Can attach to only JITed progs\n");
19332                         return -EINVAL;
19333                 }
19334                 if (tgt_prog->type == prog->type) {
19335                         /* Cannot fentry/fexit another fentry/fexit program.
19336                          * Cannot attach program extension to another extension.
19337                          * It's ok to attach fentry/fexit to extension program.
19338                          */
19339                         bpf_log(log, "Cannot recursively attach\n");
19340                         return -EINVAL;
19341                 }
19342                 if (tgt_prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19343                     prog_extension &&
19344                     (tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FENTRY ||
19345                      tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FEXIT)) {
19346                         /* Program extensions can extend all program types
19347                          * except fentry/fexit. The reason is the following.
19348                          * The fentry/fexit programs are used for performance
19349                          * analysis, stats and can be attached to any program
19350                          * type except themselves. When extension program is
19351                          * replacing XDP function it is necessary to allow
19352                          * performance analysis of all functions. Both original
19353                          * XDP program and its program extension. Hence
19354                          * attaching fentry/fexit to BPF_PROG_TYPE_EXT is
19355                          * allowed. If extending of fentry/fexit was allowed it
19356                          * would be possible to create long call chain
19357                          * fentry->extension->fentry->extension beyond
19358                          * reasonable stack size. Hence extending fentry is not
19359                          * allowed.
19360                          */
19361                         bpf_log(log, "Cannot extend fentry/fexit\n");
19362                         return -EINVAL;
19363                 }
19364         } else {
19365                 if (prog_extension) {
19366                         bpf_log(log, "Cannot replace kernel functions\n");
19367                         return -EINVAL;
19368                 }
19369         }
19370
19371         switch (prog->expected_attach_type) {
19372         case BPF_TRACE_RAW_TP:
19373                 if (tgt_prog) {
19374                         bpf_log(log,
19375                                 "Only FENTRY/FEXIT progs are attachable to another BPF prog\n");
19376                         return -EINVAL;
19377                 }
19378                 if (!btf_type_is_typedef(t)) {
19379                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a typedef\n",
19380                                 btf_id);
19381                         return -EINVAL;
19382                 }
19383                 if (strncmp(prefix, tname, sizeof(prefix) - 1)) {
19384                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u points to wrong type name %s\n",
19385                                 btf_id, tname);
19386                         return -EINVAL;
19387                 }
19388                 tname += sizeof(prefix) - 1;
19389                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19390                 if (!btf_type_is_ptr(t))
19391                         /* should never happen in valid vmlinux build */
19392                         return -EINVAL;
19393                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19394                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
19395                         /* should never happen in valid vmlinux build */
19396                         return -EINVAL;
19397
19398                 break;
19399         case BPF_TRACE_ITER:
19400                 if (!btf_type_is_func(t)) {
19401                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
19402                                 btf_id);
19403                         return -EINVAL;
19404                 }
19405                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19406                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
19407                         return -EINVAL;
19408                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
19409                 if (ret)
19410                         return ret;
19411                 break;
19412         default:
19413                 if (!prog_extension)
19414                         return -EINVAL;
19415                 fallthrough;
19416         case BPF_MODIFY_RETURN:
19417         case BPF_LSM_MAC:
19418         case BPF_LSM_CGROUP:
19419         case BPF_TRACE_FENTRY:
19420         case BPF_TRACE_FEXIT:
19421                 if (!btf_type_is_func(t)) {
19422                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
19423                                 btf_id);
19424                         return -EINVAL;
19425                 }
19426                 if (prog_extension &&
19427                     btf_check_type_match(log, prog, btf, t))
19428                         return -EINVAL;
19429                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19430                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
19431                         return -EINVAL;
19432
19433                 if ((prog->aux->saved_dst_prog_type || prog->aux->saved_dst_attach_type) &&
19434                     (!tgt_prog || prog->aux->saved_dst_prog_type != tgt_prog->type ||
19435                      prog->aux->saved_dst_attach_type != tgt_prog->expected_attach_type))
19436                         return -EINVAL;
19437
19438                 if (tgt_prog && conservative)
19439                         t = NULL;
19440
19441                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
19442                 if (ret < 0)
19443                         return ret;
19444
19445                 if (tgt_prog) {
19446                         if (subprog == 0)
19447                                 addr = (long) tgt_prog->bpf_func;
19448                         else
19449                                 addr = (long) tgt_prog->aux->func[subprog]->bpf_func;
19450                 } else {
19451                         if (btf_is_module(btf)) {
19452                                 mod = btf_try_get_module(btf);
19453                                 if (mod)
19454                                         addr = find_kallsyms_symbol_value(mod, tname);
19455                                 else
19456                                         addr = 0;
19457                         } else {
19458                                 addr = kallsyms_lookup_name(tname);
19459                         }
19460                         if (!addr) {
19461                                 module_put(mod);
19462                                 bpf_log(log,
19463                                         "The address of function %s cannot be found\n",
19464                                         tname);
19465                                 return -ENOENT;
19466                         }
19467                 }
19468
19469                 if (prog->aux->sleepable) {
19470                         ret = -EINVAL;
19471                         switch (prog->type) {
19472                         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
19473
19474                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can be sleepable if they are
19475                                  * attached to ALLOW_ERROR_INJECTION and are not in denylist.
19476                                  */
19477                                 if (!check_non_sleepable_error_inject(btf_id) &&
19478                                     within_error_injection_list(addr))
19479                                         ret = 0;
19480                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can also be sleepable if they are
19481                                  * in the fmodret id set with the KF_SLEEPABLE flag.
19482                                  */
19483                                 else {
19484                                         u32 *flags = btf_kfunc_is_modify_return(btf, btf_id,
19485                                                                                 prog);
19486
19487                                         if (flags && (*flags & KF_SLEEPABLE))
19488                                                 ret = 0;
19489                                 }
19490                                 break;
19491                         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
19492                                 /* LSM progs check that they are attached to bpf_lsm_*() funcs.
19493                                  * Only some of them are sleepable.
19494                                  */
19495                                 if (bpf_lsm_is_sleepable_hook(btf_id))
19496                                         ret = 0;
19497                                 break;
19498                         default:
19499                                 break;
19500                         }
19501                         if (ret) {
19502                                 module_put(mod);
19503                                 bpf_log(log, "%s is not sleepable\n", tname);
19504                                 return ret;
19505                         }
19506                 } else if (prog->expected_attach_type == BPF_MODIFY_RETURN) {
19507                         if (tgt_prog) {
19508                                 module_put(mod);
19509                                 bpf_log(log, "can't modify return codes of BPF programs\n");
19510                                 return -EINVAL;
19511                         }
19512                         ret = -EINVAL;
19513                         if (btf_kfunc_is_modify_return(btf, btf_id, prog) ||
19514                             !check_attach_modify_return(addr, tname))
19515                                 ret = 0;
19516                         if (ret) {
19517                                 module_put(mod);
19518                                 bpf_log(log, "%s() is not modifiable\n", tname);
19519                                 return ret;
19520                         }
19521                 }
19522
19523                 break;
19524         }
19525         tgt_info->tgt_addr = addr;
19526         tgt_info->tgt_name = tname;
19527         tgt_info->tgt_type = t;
19528         tgt_info->tgt_mod = mod;
19529         return 0;
19530 }
19531
19532 BTF_SET_START(btf_id_deny)
19533 BTF_ID_UNUSED
19534 #ifdef CONFIG_SMP
19535 BTF_ID(func, migrate_disable)
19536 BTF_ID(func, migrate_enable)
19537 #endif
19538 #if !defined CONFIG_PREEMPT_RCU && !defined CONFIG_TINY_RCU
19539 BTF_ID(func, rcu_read_unlock_strict)
19540 #endif
19541 #if defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE)
19542 BTF_ID(func, preempt_count_add)
19543 BTF_ID(func, preempt_count_sub)
19544 #endif
19545 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
19546 BTF_ID(func, __rcu_read_lock)
19547 BTF_ID(func, __rcu_read_unlock)
19548 #endif
19549 BTF_SET_END(btf_id_deny)
19550
19551 static bool can_be_sleepable(struct bpf_prog *prog)
19552 {
19553         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
19554                 switch (prog->expected_attach_type) {
19555                 case BPF_TRACE_FENTRY:
19556                 case BPF_TRACE_FEXIT:
19557                 case BPF_MODIFY_RETURN:
19558                 case BPF_TRACE_ITER:
19559                         return true;
19560                 default:
19561                         return false;
19562                 }
19563         }
19564         return prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM ||
19565                prog->type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE /* only for uprobes */ ||
19566                prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS;
19567 }
19568
19569 static int check_attach_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
19570 {
19571         struct bpf_prog *prog = env->prog;
19572         struct bpf_prog *tgt_prog = prog->aux->dst_prog;
19573         struct bpf_attach_target_info tgt_info = {};
19574         u32 btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
19575         struct bpf_trampoline *tr;
19576         int ret;
19577         u64 key;
19578
19579         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_SYSCALL) {
19580                 if (prog->aux->sleepable)
19581                         /* attach_btf_id checked to be zero already */
19582                         return 0;
19583                 verbose(env, "Syscall programs can only be sleepable\n");
19584                 return -EINVAL;
19585         }
19586
19587         if (prog->aux->sleepable && !can_be_sleepable(prog)) {
19588                 verbose(env, "Only fentry/fexit/fmod_ret, lsm, iter, uprobe, and struct_ops programs can be sleepable\n");
19589                 return -EINVAL;
19590         }
19591
19592         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS)
19593                 return check_struct_ops_btf_id(env);
19594
19595         if (prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19596             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM &&
19597             prog->type != BPF_PROG_TYPE_EXT)
19598                 return 0;
19599
19600         ret = bpf_check_attach_target(&env->log, prog, tgt_prog, btf_id, &tgt_info);
19601         if (ret)
19602                 return ret;
19603
19604         if (tgt_prog && prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
19605                 /* to make freplace equivalent to their targets, they need to
19606                  * inherit env->ops and expected_attach_type for the rest of the
19607                  * verification
19608                  */
19609                 env->ops = bpf_verifier_ops[tgt_prog->type];
19610                 prog->expected_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
19611         }
19612
19613         /* store info about the attachment target that will be used later */
19614         prog->aux->attach_func_proto = tgt_info.tgt_type;
19615         prog->aux->attach_func_name = tgt_info.tgt_name;
19616         prog->aux->mod = tgt_info.tgt_mod;
19617
19618         if (tgt_prog) {
19619                 prog->aux->saved_dst_prog_type = tgt_prog->type;
19620                 prog->aux->saved_dst_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
19621         }
19622
19623         if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_RAW_TP) {
19624                 prog->aux->attach_btf_trace = true;
19625                 return 0;
19626         } else if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_ITER) {
19627                 if (!bpf_iter_prog_supported(prog))
19628                         return -EINVAL;
19629                 return 0;
19630         }
19631
19632         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM) {
19633                 ret = bpf_lsm_verify_prog(&env->log, prog);
19634                 if (ret < 0)
19635                         return ret;
19636         } else if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19637                    btf_id_set_contains(&btf_id_deny, btf_id)) {
19638                 return -EINVAL;
19639         }
19640
19641         key = bpf_trampoline_compute_key(tgt_prog, prog->aux->attach_btf, btf_id);
19642         tr = bpf_trampoline_get(key, &tgt_info);
19643         if (!tr)
19644                 return -ENOMEM;
19645
19646         prog->aux->dst_trampoline = tr;
19647         return 0;
19648 }
19649
19650 struct btf *bpf_get_btf_vmlinux(void)
19651 {
19652         if (!btf_vmlinux && IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_INFO_BTF)) {
19653                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
19654                 if (!btf_vmlinux)
19655                         btf_vmlinux = btf_parse_vmlinux();
19656                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
19657         }
19658         return btf_vmlinux;
19659 }
19660
19661 int bpf_check(struct bpf_prog **prog, union bpf_attr *attr, bpfptr_t uattr, __u32 uattr_size)
19662 {
19663         u64 start_time = ktime_get_ns();
19664         struct bpf_verifier_env *env;
19665         int i, len, ret = -EINVAL, err;
19666         u32 log_true_size;
19667         bool is_priv;
19668
19669         /* no program is valid */
19670         if (ARRAY_SIZE(bpf_verifier_ops) == 0)
19671                 return -EINVAL;
19672
19673         /* 'struct bpf_verifier_env' can be global, but since it's not small,
19674          * allocate/free it every time bpf_check() is called
19675          */
19676         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
19677         if (!env)
19678                 return -ENOMEM;
19679
19680         env->bt.env = env;
19681
19682         len = (*prog)->len;
19683         env->insn_aux_data =
19684                 vzalloc(array_size(sizeof(struct bpf_insn_aux_data), len));
19685         ret = -ENOMEM;
19686         if (!env->insn_aux_data)
19687                 goto err_free_env;
19688         for (i = 0; i < len; i++)
19689                 env->insn_aux_data[i].orig_idx = i;
19690         env->prog = *prog;
19691         env->ops = bpf_verifier_ops[env->prog->type];
19692         env->fd_array = make_bpfptr(attr->fd_array, uattr.is_kernel);
19693         is_priv = bpf_capable();
19694
19695         bpf_get_btf_vmlinux();
19696
19697         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
19698         if (!is_priv)
19699                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
19700
19701         /* user could have requested verbose verifier output
19702          * and supplied buffer to store the verification trace
19703          */
19704         ret = bpf_vlog_init(&env->log, attr->log_level,
19705                             (char __user *) (unsigned long) attr->log_buf,
19706                             attr->log_size);
19707         if (ret)
19708                 goto err_unlock;
19709
19710         mark_verifier_state_clean(env);
19711
19712         if (IS_ERR(btf_vmlinux)) {
19713                 /* Either gcc or pahole or kernel are broken. */
19714                 verbose(env, "in-kernel BTF is malformed\n");
19715                 ret = PTR_ERR(btf_vmlinux);
19716                 goto skip_full_check;
19717         }
19718
19719         env->strict_alignment = !!(attr->prog_flags & BPF_F_STRICT_ALIGNMENT);
19720         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS))
19721                 env->strict_alignment = true;
19722         if (attr->prog_flags & BPF_F_ANY_ALIGNMENT)
19723                 env->strict_alignment = false;
19724
19725         env->allow_ptr_leaks = bpf_allow_ptr_leaks();
19726         env->allow_uninit_stack = bpf_allow_uninit_stack();
19727         env->bypass_spec_v1 = bpf_bypass_spec_v1();
19728         env->bypass_spec_v4 = bpf_bypass_spec_v4();
19729         env->bpf_capable = bpf_capable();
19730
19731         if (is_priv)
19732                 env->test_state_freq = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_STATE_FREQ;
19733
19734         env->explored_states = kvcalloc(state_htab_size(env),
19735                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
19736                                        GFP_USER);
19737         ret = -ENOMEM;
19738         if (!env->explored_states)
19739                 goto skip_full_check;
19740
19741         ret = add_subprog_and_kfunc(env);
19742         if (ret < 0)
19743                 goto skip_full_check;
19744
19745         ret = check_subprogs(env);
19746         if (ret < 0)
19747                 goto skip_full_check;
19748
19749         ret = check_btf_info(env, attr, uattr);
19750         if (ret < 0)
19751                 goto skip_full_check;
19752
19753         ret = check_attach_btf_id(env);
19754         if (ret)
19755                 goto skip_full_check;
19756
19757         ret = resolve_pseudo_ldimm64(env);
19758         if (ret < 0)
19759                 goto skip_full_check;
19760
19761         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
19762                 ret = bpf_prog_offload_verifier_prep(env->prog);
19763                 if (ret)
19764                         goto skip_full_check;
19765         }
19766
19767         ret = check_cfg(env);
19768         if (ret < 0)
19769                 goto skip_full_check;
19770
19771         ret = do_check_subprogs(env);
19772         ret = ret ?: do_check_main(env);
19773
19774         if (ret == 0 && bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
19775                 ret = bpf_prog_offload_finalize(env);
19776
19777 skip_full_check:
19778         kvfree(env->explored_states);
19779
19780         if (ret == 0)
19781                 ret = check_max_stack_depth(env);
19782
19783         /* instruction rewrites happen after this point */
19784         if (ret == 0)
19785                 ret = optimize_bpf_loop(env);
19786
19787         if (is_priv) {
19788                 if (ret == 0)
19789                         opt_hard_wire_dead_code_branches(env);
19790                 if (ret == 0)
19791                         ret = opt_remove_dead_code(env);
19792                 if (ret == 0)
19793                         ret = opt_remove_nops(env);
19794         } else {
19795                 if (ret == 0)
19796                         sanitize_dead_code(env);
19797         }
19798
19799         if (ret == 0)
19800                 /* program is valid, convert *(u32*)(ctx + off) accesses */
19801                 ret = convert_ctx_accesses(env);
19802
19803         if (ret == 0)
19804                 ret = do_misc_fixups(env);
19805
19806         /* do 32-bit optimization after insn patching has done so those patched
19807          * insns could be handled correctly.
19808          */
19809         if (ret == 0 && !bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
19810                 ret = opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(env, attr);
19811                 env->prog->aux->verifier_zext = bpf_jit_needs_zext() ? !ret
19812                                                                      : false;
19813         }
19814
19815         if (ret == 0)
19816                 ret = fixup_call_args(env);
19817
19818         env->verification_time = ktime_get_ns() - start_time;
19819         print_verification_stats(env);
19820         env->prog->aux->verified_insns = env->insn_processed;
19821
19822         /* preserve original error even if log finalization is successful */
19823         err = bpf_vlog_finalize(&env->log, &log_true_size);
19824         if (err)
19825                 ret = err;
19826
19827         if (uattr_size >= offsetofend(union bpf_attr, log_true_size) &&
19828             copy_to_bpfptr_offset(uattr, offsetof(union bpf_attr, log_true_size),
19829                                   &log_true_size, sizeof(log_true_size))) {
19830                 ret = -EFAULT;
19831                 goto err_release_maps;
19832         }
19833
19834         if (ret)
19835                 goto err_release_maps;
19836
19837         if (env->used_map_cnt) {
19838                 /* if program passed verifier, update used_maps in bpf_prog_info */
19839                 env->prog->aux->used_maps = kmalloc_array(env->used_map_cnt,
19840                                                           sizeof(env->used_maps[0]),
19841                                                           GFP_KERNEL);
19842
19843                 if (!env->prog->aux->used_maps) {
19844                         ret = -ENOMEM;
19845                         goto err_release_maps;
19846                 }
19847
19848                 memcpy(env->prog->aux->used_maps, env->used_maps,
19849                        sizeof(env->used_maps[0]) * env->used_map_cnt);
19850                 env->prog->aux->used_map_cnt = env->used_map_cnt;
19851         }
19852         if (env->used_btf_cnt) {
19853                 /* if program passed verifier, update used_btfs in bpf_prog_aux */
19854                 env->prog->aux->used_btfs = kmalloc_array(env->used_btf_cnt,
19855                                                           sizeof(env->used_btfs[0]),
19856                                                           GFP_KERNEL);
19857                 if (!env->prog->aux->used_btfs) {
19858                         ret = -ENOMEM;
19859                         goto err_release_maps;
19860                 }
19861
19862                 memcpy(env->prog->aux->used_btfs, env->used_btfs,
19863                        sizeof(env->used_btfs[0]) * env->used_btf_cnt);
19864                 env->prog->aux->used_btf_cnt = env->used_btf_cnt;
19865         }
19866         if (env->used_map_cnt || env->used_btf_cnt) {
19867                 /* program is valid. Convert pseudo bpf_ld_imm64 into generic
19868                  * bpf_ld_imm64 instructions
19869                  */
19870                 convert_pseudo_ld_imm64(env);
19871         }
19872
19873         adjust_btf_func(env);
19874
19875 err_release_maps:
19876         if (!env->prog->aux->used_maps)
19877                 /* if we didn't copy map pointers into bpf_prog_info, release
19878                  * them now. Otherwise free_used_maps() will release them.
19879                  */
19880                 release_maps(env);
19881         if (!env->prog->aux->used_btfs)
19882                 release_btfs(env);
19883
19884         /* extension progs temporarily inherit the attach_type of their targets
19885            for verification purposes, so set it back to zero before returning
19886          */
19887         if (env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT)
19888                 env->prog->expected_attach_type = 0;
19889
19890         *prog = env->prog;
19891 err_unlock:
19892         if (!is_priv)
19893                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
19894         vfree(env->insn_aux_data);
19895 err_free_env:
19896         kfree(env);
19897         return ret;
19898 }