faa358b3d5d75f363ac14a12ed5baa65b36bb07f
[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
28 #include "disasm.h"
29
30 static const struct bpf_verifier_ops * const bpf_verifier_ops[] = {
31 #define BPF_PROG_TYPE(_id, _name, prog_ctx_type, kern_ctx_type) \
32         [_id] = & _name ## _verifier_ops,
33 #define BPF_MAP_TYPE(_id, _ops)
34 #define BPF_LINK_TYPE(_id, _name)
35 #include <linux/bpf_types.h>
36 #undef BPF_PROG_TYPE
37 #undef BPF_MAP_TYPE
38 #undef BPF_LINK_TYPE
39 };
40
41 /* bpf_check() is a static code analyzer that walks eBPF program
42  * instruction by instruction and updates register/stack state.
43  * All paths of conditional branches are analyzed until 'bpf_exit' insn.
44  *
45  * The first pass is depth-first-search to check that the program is a DAG.
46  * It rejects the following programs:
47  * - larger than BPF_MAXINSNS insns
48  * - if loop is present (detected via back-edge)
49  * - unreachable insns exist (shouldn't be a forest. program = one function)
50  * - out of bounds or malformed jumps
51  * The second pass is all possible path descent from the 1st insn.
52  * Since it's analyzing all paths through the program, the length of the
53  * analysis is limited to 64k insn, which may be hit even if total number of
54  * insn is less then 4K, but there are too many branches that change stack/regs.
55  * Number of 'branches to be analyzed' is limited to 1k
56  *
57  * On entry to each instruction, each register has a type, and the instruction
58  * changes the types of the registers depending on instruction semantics.
59  * If instruction is BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_5), then type of R5 is
60  * copied to R1.
61  *
62  * All registers are 64-bit.
63  * R0 - return register
64  * R1-R5 argument passing registers
65  * R6-R9 callee saved registers
66  * R10 - frame pointer read-only
67  *
68  * At the start of BPF program the register R1 contains a pointer to bpf_context
69  * and has type PTR_TO_CTX.
70  *
71  * Verifier tracks arithmetic operations on pointers in case:
72  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_10),
73  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_1, -20),
74  * 1st insn copies R10 (which has FRAME_PTR) type into R1
75  * and 2nd arithmetic instruction is pattern matched to recognize
76  * that it wants to construct a pointer to some element within stack.
77  * So after 2nd insn, the register R1 has type PTR_TO_STACK
78  * (and -20 constant is saved for further stack bounds checking).
79  * Meaning that this reg is a pointer to stack plus known immediate constant.
80  *
81  * Most of the time the registers have SCALAR_VALUE type, which
82  * means the register has some value, but it's not a valid pointer.
83  * (like pointer plus pointer becomes SCALAR_VALUE type)
84  *
85  * When verifier sees load or store instructions the type of base register
86  * can be: PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_CTX, PTR_TO_STACK, PTR_TO_SOCKET. These are
87  * four pointer types recognized by check_mem_access() function.
88  *
89  * PTR_TO_MAP_VALUE means that this register is pointing to 'map element value'
90  * and the range of [ptr, ptr + map's value_size) is accessible.
91  *
92  * registers used to pass values to function calls are checked against
93  * function argument constraints.
94  *
95  * ARG_PTR_TO_MAP_KEY is one of such argument constraints.
96  * It means that the register type passed to this function must be
97  * PTR_TO_STACK and it will be used inside the function as
98  * 'pointer to map element key'
99  *
100  * For example the argument constraints for bpf_map_lookup_elem():
101  *   .ret_type = RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL,
102  *   .arg1_type = ARG_CONST_MAP_PTR,
103  *   .arg2_type = ARG_PTR_TO_MAP_KEY,
104  *
105  * ret_type says that this function returns 'pointer to map elem value or null'
106  * function expects 1st argument to be a const pointer to 'struct bpf_map' and
107  * 2nd argument should be a pointer to stack, which will be used inside
108  * the helper function as a pointer to map element key.
109  *
110  * On the kernel side the helper function looks like:
111  * u64 bpf_map_lookup_elem(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5)
112  * {
113  *    struct bpf_map *map = (struct bpf_map *) (unsigned long) r1;
114  *    void *key = (void *) (unsigned long) r2;
115  *    void *value;
116  *
117  *    here kernel can access 'key' and 'map' pointers safely, knowing that
118  *    [key, key + map->key_size) bytes are valid and were initialized on
119  *    the stack of eBPF program.
120  * }
121  *
122  * Corresponding eBPF program may look like:
123  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, BPF_REG_10),  // after this insn R2 type is FRAME_PTR
124  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_2, -4), // after this insn R2 type is PTR_TO_STACK
125  *    BPF_LD_MAP_FD(BPF_REG_1, map_fd),      // after this insn R1 type is CONST_PTR_TO_MAP
126  *    BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0, BPF_FUNC_map_lookup_elem),
127  * here verifier looks at prototype of map_lookup_elem() and sees:
128  * .arg1_type == ARG_CONST_MAP_PTR and R1->type == CONST_PTR_TO_MAP, which is ok,
129  * Now verifier knows that this map has key of R1->map_ptr->key_size bytes
130  *
131  * Then .arg2_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY and R2->type == PTR_TO_STACK, ok so far,
132  * Now verifier checks that [R2, R2 + map's key_size) are within stack limits
133  * and were initialized prior to this call.
134  * If it's ok, then verifier allows this BPF_CALL insn and looks at
135  * .ret_type which is RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, so it sets
136  * R0->type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL which means bpf_map_lookup_elem() function
137  * returns either pointer to map value or NULL.
138  *
139  * When type PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL passes through 'if (reg != 0) goto +off'
140  * insn, the register holding that pointer in the true branch changes state to
141  * PTR_TO_MAP_VALUE and the same register changes state to CONST_IMM in the false
142  * branch. See check_cond_jmp_op().
143  *
144  * After the call R0 is set to return type of the function and registers R1-R5
145  * are set to NOT_INIT to indicate that they are no longer readable.
146  *
147  * The following reference types represent a potential reference to a kernel
148  * resource which, after first being allocated, must be checked and freed by
149  * the BPF program:
150  * - PTR_TO_SOCKET_OR_NULL, PTR_TO_SOCKET
151  *
152  * When the verifier sees a helper call return a reference type, it allocates a
153  * pointer id for the reference and stores it in the current function state.
154  * Similar to the way that PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL is converted into
155  * PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_SOCKET_OR_NULL becomes PTR_TO_SOCKET when the type
156  * passes through a NULL-check conditional. For the branch wherein the state is
157  * changed to CONST_IMM, the verifier releases the reference.
158  *
159  * For each helper function that allocates a reference, such as
160  * bpf_sk_lookup_tcp(), there is a corresponding release function, such as
161  * bpf_sk_release(). When a reference type passes into the release function,
162  * the verifier also releases the reference. If any unchecked or unreleased
163  * reference remains at the end of the program, the verifier rejects it.
164  */
165
166 /* verifier_state + insn_idx are pushed to stack when branch is encountered */
167 struct bpf_verifier_stack_elem {
168         /* verifer state is 'st'
169          * before processing instruction 'insn_idx'
170          * and after processing instruction 'prev_insn_idx'
171          */
172         struct bpf_verifier_state st;
173         int insn_idx;
174         int prev_insn_idx;
175         struct bpf_verifier_stack_elem *next;
176         /* length of verifier log at the time this state was pushed on stack */
177         u32 log_pos;
178 };
179
180 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ    8192
181 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES     64
182
183 #define BPF_MAP_KEY_POISON      (1ULL << 63)
184 #define BPF_MAP_KEY_SEEN        (1ULL << 62)
185
186 #define BPF_MAP_PTR_UNPRIV      1UL
187 #define BPF_MAP_PTR_POISON      ((void *)((0xeB9FUL << 1) +     \
188                                           POISON_POINTER_DELTA))
189 #define BPF_MAP_PTR(X)          ((struct bpf_map *)((X) & ~BPF_MAP_PTR_UNPRIV))
190
191 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx);
192 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env, int ref_obj_id);
193
194 static bool bpf_map_ptr_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
195 {
196         return BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) == BPF_MAP_PTR_POISON;
197 }
198
199 static bool bpf_map_ptr_unpriv(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
200 {
201         return aux->map_ptr_state & BPF_MAP_PTR_UNPRIV;
202 }
203
204 static void bpf_map_ptr_store(struct bpf_insn_aux_data *aux,
205                               const struct bpf_map *map, bool unpriv)
206 {
207         BUILD_BUG_ON((unsigned long)BPF_MAP_PTR_POISON & BPF_MAP_PTR_UNPRIV);
208         unpriv |= bpf_map_ptr_unpriv(aux);
209         aux->map_ptr_state = (unsigned long)map |
210                              (unpriv ? BPF_MAP_PTR_UNPRIV : 0UL);
211 }
212
213 static bool bpf_map_key_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
214 {
215         return aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_POISON;
216 }
217
218 static bool bpf_map_key_unseen(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
219 {
220         return !(aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_SEEN);
221 }
222
223 static u64 bpf_map_key_immediate(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
224 {
225         return aux->map_key_state & ~(BPF_MAP_KEY_SEEN | BPF_MAP_KEY_POISON);
226 }
227
228 static void bpf_map_key_store(struct bpf_insn_aux_data *aux, u64 state)
229 {
230         bool poisoned = bpf_map_key_poisoned(aux);
231
232         aux->map_key_state = state | BPF_MAP_KEY_SEEN |
233                              (poisoned ? BPF_MAP_KEY_POISON : 0ULL);
234 }
235
236 static bool bpf_pseudo_call(const struct bpf_insn *insn)
237 {
238         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
239                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL;
240 }
241
242 static bool bpf_pseudo_kfunc_call(const struct bpf_insn *insn)
243 {
244         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
245                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL;
246 }
247
248 struct bpf_call_arg_meta {
249         struct bpf_map *map_ptr;
250         bool raw_mode;
251         bool pkt_access;
252         u8 release_regno;
253         int regno;
254         int access_size;
255         int mem_size;
256         u64 msize_max_value;
257         int ref_obj_id;
258         int map_uid;
259         int func_id;
260         struct btf *btf;
261         u32 btf_id;
262         struct btf *ret_btf;
263         u32 ret_btf_id;
264         u32 subprogno;
265         struct btf_field *kptr_field;
266         u8 uninit_dynptr_regno;
267 };
268
269 struct btf *btf_vmlinux;
270
271 static DEFINE_MUTEX(bpf_verifier_lock);
272
273 static const struct bpf_line_info *
274 find_linfo(const struct bpf_verifier_env *env, u32 insn_off)
275 {
276         const struct bpf_line_info *linfo;
277         const struct bpf_prog *prog;
278         u32 i, nr_linfo;
279
280         prog = env->prog;
281         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
282
283         if (!nr_linfo || insn_off >= prog->len)
284                 return NULL;
285
286         linfo = prog->aux->linfo;
287         for (i = 1; i < nr_linfo; i++)
288                 if (insn_off < linfo[i].insn_off)
289                         break;
290
291         return &linfo[i - 1];
292 }
293
294 void bpf_verifier_vlog(struct bpf_verifier_log *log, const char *fmt,
295                        va_list args)
296 {
297         unsigned int n;
298
299         n = vscnprintf(log->kbuf, BPF_VERIFIER_TMP_LOG_SIZE, fmt, args);
300
301         WARN_ONCE(n >= BPF_VERIFIER_TMP_LOG_SIZE - 1,
302                   "verifier log line truncated - local buffer too short\n");
303
304         if (log->level == BPF_LOG_KERNEL) {
305                 bool newline = n > 0 && log->kbuf[n - 1] == '\n';
306
307                 pr_err("BPF: %s%s", log->kbuf, newline ? "" : "\n");
308                 return;
309         }
310
311         n = min(log->len_total - log->len_used - 1, n);
312         log->kbuf[n] = '\0';
313         if (!copy_to_user(log->ubuf + log->len_used, log->kbuf, n + 1))
314                 log->len_used += n;
315         else
316                 log->ubuf = NULL;
317 }
318
319 static void bpf_vlog_reset(struct bpf_verifier_log *log, u32 new_pos)
320 {
321         char zero = 0;
322
323         if (!bpf_verifier_log_needed(log))
324                 return;
325
326         log->len_used = new_pos;
327         if (put_user(zero, log->ubuf + new_pos))
328                 log->ubuf = NULL;
329 }
330
331 /* log_level controls verbosity level of eBPF verifier.
332  * bpf_verifier_log_write() is used to dump the verification trace to the log,
333  * so the user can figure out what's wrong with the program
334  */
335 __printf(2, 3) void bpf_verifier_log_write(struct bpf_verifier_env *env,
336                                            const char *fmt, ...)
337 {
338         va_list args;
339
340         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
341                 return;
342
343         va_start(args, fmt);
344         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
345         va_end(args);
346 }
347 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_verifier_log_write);
348
349 __printf(2, 3) static void verbose(void *private_data, const char *fmt, ...)
350 {
351         struct bpf_verifier_env *env = private_data;
352         va_list args;
353
354         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
355                 return;
356
357         va_start(args, fmt);
358         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
359         va_end(args);
360 }
361
362 __printf(2, 3) void bpf_log(struct bpf_verifier_log *log,
363                             const char *fmt, ...)
364 {
365         va_list args;
366
367         if (!bpf_verifier_log_needed(log))
368                 return;
369
370         va_start(args, fmt);
371         bpf_verifier_vlog(log, fmt, args);
372         va_end(args);
373 }
374 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_log);
375
376 static const char *ltrim(const char *s)
377 {
378         while (isspace(*s))
379                 s++;
380
381         return s;
382 }
383
384 __printf(3, 4) static void verbose_linfo(struct bpf_verifier_env *env,
385                                          u32 insn_off,
386                                          const char *prefix_fmt, ...)
387 {
388         const struct bpf_line_info *linfo;
389
390         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
391                 return;
392
393         linfo = find_linfo(env, insn_off);
394         if (!linfo || linfo == env->prev_linfo)
395                 return;
396
397         if (prefix_fmt) {
398                 va_list args;
399
400                 va_start(args, prefix_fmt);
401                 bpf_verifier_vlog(&env->log, prefix_fmt, args);
402                 va_end(args);
403         }
404
405         verbose(env, "%s\n",
406                 ltrim(btf_name_by_offset(env->prog->aux->btf,
407                                          linfo->line_off)));
408
409         env->prev_linfo = linfo;
410 }
411
412 static void verbose_invalid_scalar(struct bpf_verifier_env *env,
413                                    struct bpf_reg_state *reg,
414                                    struct tnum *range, const char *ctx,
415                                    const char *reg_name)
416 {
417         char tn_buf[48];
418
419         verbose(env, "At %s the register %s ", ctx, reg_name);
420         if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
421                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
422                 verbose(env, "has value %s", tn_buf);
423         } else {
424                 verbose(env, "has unknown scalar value");
425         }
426         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), *range);
427         verbose(env, " should have been in %s\n", tn_buf);
428 }
429
430 static bool type_is_pkt_pointer(enum bpf_reg_type type)
431 {
432         type = base_type(type);
433         return type == PTR_TO_PACKET ||
434                type == PTR_TO_PACKET_META;
435 }
436
437 static bool type_is_sk_pointer(enum bpf_reg_type type)
438 {
439         return type == PTR_TO_SOCKET ||
440                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
441                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
442                 type == PTR_TO_XDP_SOCK;
443 }
444
445 static bool reg_type_not_null(enum bpf_reg_type type)
446 {
447         return type == PTR_TO_SOCKET ||
448                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
449                 type == PTR_TO_MAP_VALUE ||
450                 type == PTR_TO_MAP_KEY ||
451                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON;
452 }
453
454 static bool type_is_ptr_alloc_obj(u32 type)
455 {
456         return base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID && type_flag(type) & MEM_ALLOC;
457 }
458
459 static struct btf_record *reg_btf_record(const struct bpf_reg_state *reg)
460 {
461         struct btf_record *rec = NULL;
462         struct btf_struct_meta *meta;
463
464         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
465                 rec = reg->map_ptr->record;
466         } else if (type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
467                 meta = btf_find_struct_meta(reg->btf, reg->btf_id);
468                 if (meta)
469                         rec = meta->record;
470         }
471         return rec;
472 }
473
474 static bool reg_may_point_to_spin_lock(const struct bpf_reg_state *reg)
475 {
476         return btf_record_has_field(reg_btf_record(reg), BPF_SPIN_LOCK);
477 }
478
479 static bool type_is_rdonly_mem(u32 type)
480 {
481         return type & MEM_RDONLY;
482 }
483
484 static bool type_may_be_null(u32 type)
485 {
486         return type & PTR_MAYBE_NULL;
487 }
488
489 static bool is_acquire_function(enum bpf_func_id func_id,
490                                 const struct bpf_map *map)
491 {
492         enum bpf_map_type map_type = map ? map->map_type : BPF_MAP_TYPE_UNSPEC;
493
494         if (func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
495             func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
496             func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
497             func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve ||
498             func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg)
499                 return true;
500
501         if (func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
502             (map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
503              map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH))
504                 return true;
505
506         return false;
507 }
508
509 static bool is_ptr_cast_function(enum bpf_func_id func_id)
510 {
511         return func_id == BPF_FUNC_tcp_sock ||
512                 func_id == BPF_FUNC_sk_fullsock ||
513                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_sock ||
514                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp6_sock ||
515                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_udp6_sock ||
516                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_mptcp_sock ||
517                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_timewait_sock ||
518                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_request_sock;
519 }
520
521 static bool is_dynptr_ref_function(enum bpf_func_id func_id)
522 {
523         return func_id == BPF_FUNC_dynptr_data;
524 }
525
526 static bool is_callback_calling_function(enum bpf_func_id func_id)
527 {
528         return func_id == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
529                func_id == BPF_FUNC_timer_set_callback ||
530                func_id == BPF_FUNC_find_vma ||
531                func_id == BPF_FUNC_loop ||
532                func_id == BPF_FUNC_user_ringbuf_drain;
533 }
534
535 static bool is_storage_get_function(enum bpf_func_id func_id)
536 {
537         return func_id == BPF_FUNC_sk_storage_get ||
538                func_id == BPF_FUNC_inode_storage_get ||
539                func_id == BPF_FUNC_task_storage_get ||
540                func_id == BPF_FUNC_cgrp_storage_get;
541 }
542
543 static bool helper_multiple_ref_obj_use(enum bpf_func_id func_id,
544                                         const struct bpf_map *map)
545 {
546         int ref_obj_uses = 0;
547
548         if (is_ptr_cast_function(func_id))
549                 ref_obj_uses++;
550         if (is_acquire_function(func_id, map))
551                 ref_obj_uses++;
552         if (is_dynptr_ref_function(func_id))
553                 ref_obj_uses++;
554
555         return ref_obj_uses > 1;
556 }
557
558 static bool is_cmpxchg_insn(const struct bpf_insn *insn)
559 {
560         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX &&
561                BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
562                insn->imm == BPF_CMPXCHG;
563 }
564
565 /* string representation of 'enum bpf_reg_type'
566  *
567  * Note that reg_type_str() can not appear more than once in a single verbose()
568  * statement.
569  */
570 static const char *reg_type_str(struct bpf_verifier_env *env,
571                                 enum bpf_reg_type type)
572 {
573         char postfix[16] = {0}, prefix[64] = {0};
574         static const char * const str[] = {
575                 [NOT_INIT]              = "?",
576                 [SCALAR_VALUE]          = "scalar",
577                 [PTR_TO_CTX]            = "ctx",
578                 [CONST_PTR_TO_MAP]      = "map_ptr",
579                 [PTR_TO_MAP_VALUE]      = "map_value",
580                 [PTR_TO_STACK]          = "fp",
581                 [PTR_TO_PACKET]         = "pkt",
582                 [PTR_TO_PACKET_META]    = "pkt_meta",
583                 [PTR_TO_PACKET_END]     = "pkt_end",
584                 [PTR_TO_FLOW_KEYS]      = "flow_keys",
585                 [PTR_TO_SOCKET]         = "sock",
586                 [PTR_TO_SOCK_COMMON]    = "sock_common",
587                 [PTR_TO_TCP_SOCK]       = "tcp_sock",
588                 [PTR_TO_TP_BUFFER]      = "tp_buffer",
589                 [PTR_TO_XDP_SOCK]       = "xdp_sock",
590                 [PTR_TO_BTF_ID]         = "ptr_",
591                 [PTR_TO_MEM]            = "mem",
592                 [PTR_TO_BUF]            = "buf",
593                 [PTR_TO_FUNC]           = "func",
594                 [PTR_TO_MAP_KEY]        = "map_key",
595                 [CONST_PTR_TO_DYNPTR]   = "dynptr_ptr",
596         };
597
598         if (type & PTR_MAYBE_NULL) {
599                 if (base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID)
600                         strncpy(postfix, "or_null_", 16);
601                 else
602                         strncpy(postfix, "_or_null", 16);
603         }
604
605         snprintf(prefix, sizeof(prefix), "%s%s%s%s%s%s%s",
606                  type & MEM_RDONLY ? "rdonly_" : "",
607                  type & MEM_RINGBUF ? "ringbuf_" : "",
608                  type & MEM_USER ? "user_" : "",
609                  type & MEM_PERCPU ? "percpu_" : "",
610                  type & MEM_RCU ? "rcu_" : "",
611                  type & PTR_UNTRUSTED ? "untrusted_" : "",
612                  type & PTR_TRUSTED ? "trusted_" : ""
613         );
614
615         snprintf(env->type_str_buf, TYPE_STR_BUF_LEN, "%s%s%s",
616                  prefix, str[base_type(type)], postfix);
617         return env->type_str_buf;
618 }
619
620 static char slot_type_char[] = {
621         [STACK_INVALID] = '?',
622         [STACK_SPILL]   = 'r',
623         [STACK_MISC]    = 'm',
624         [STACK_ZERO]    = '0',
625         [STACK_DYNPTR]  = 'd',
626 };
627
628 static void print_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
629                            enum bpf_reg_liveness live)
630 {
631         if (live & (REG_LIVE_READ | REG_LIVE_WRITTEN | REG_LIVE_DONE))
632             verbose(env, "_");
633         if (live & REG_LIVE_READ)
634                 verbose(env, "r");
635         if (live & REG_LIVE_WRITTEN)
636                 verbose(env, "w");
637         if (live & REG_LIVE_DONE)
638                 verbose(env, "D");
639 }
640
641 static int get_spi(s32 off)
642 {
643         return (-off - 1) / BPF_REG_SIZE;
644 }
645
646 static bool is_spi_bounds_valid(struct bpf_func_state *state, int spi, int nr_slots)
647 {
648         int allocated_slots = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
649
650         /* We need to check that slots between [spi - nr_slots + 1, spi] are
651          * within [0, allocated_stack).
652          *
653          * Please note that the spi grows downwards. For example, a dynptr
654          * takes the size of two stack slots; the first slot will be at
655          * spi and the second slot will be at spi - 1.
656          */
657         return spi - nr_slots + 1 >= 0 && spi < allocated_slots;
658 }
659
660 static struct bpf_func_state *func(struct bpf_verifier_env *env,
661                                    const struct bpf_reg_state *reg)
662 {
663         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
664
665         return cur->frame[reg->frameno];
666 }
667
668 static const char *kernel_type_name(const struct btf* btf, u32 id)
669 {
670         return btf_name_by_offset(btf, btf_type_by_id(btf, id)->name_off);
671 }
672
673 static void mark_reg_scratched(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno)
674 {
675         env->scratched_regs |= 1U << regno;
676 }
677
678 static void mark_stack_slot_scratched(struct bpf_verifier_env *env, u32 spi)
679 {
680         env->scratched_stack_slots |= 1ULL << spi;
681 }
682
683 static bool reg_scratched(const struct bpf_verifier_env *env, u32 regno)
684 {
685         return (env->scratched_regs >> regno) & 1;
686 }
687
688 static bool stack_slot_scratched(const struct bpf_verifier_env *env, u64 regno)
689 {
690         return (env->scratched_stack_slots >> regno) & 1;
691 }
692
693 static bool verifier_state_scratched(const struct bpf_verifier_env *env)
694 {
695         return env->scratched_regs || env->scratched_stack_slots;
696 }
697
698 static void mark_verifier_state_clean(struct bpf_verifier_env *env)
699 {
700         env->scratched_regs = 0U;
701         env->scratched_stack_slots = 0ULL;
702 }
703
704 /* Used for printing the entire verifier state. */
705 static void mark_verifier_state_scratched(struct bpf_verifier_env *env)
706 {
707         env->scratched_regs = ~0U;
708         env->scratched_stack_slots = ~0ULL;
709 }
710
711 static enum bpf_dynptr_type arg_to_dynptr_type(enum bpf_arg_type arg_type)
712 {
713         switch (arg_type & DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK) {
714         case DYNPTR_TYPE_LOCAL:
715                 return BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL;
716         case DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
717                 return BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
718         default:
719                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
720         }
721 }
722
723 static bool dynptr_type_refcounted(enum bpf_dynptr_type type)
724 {
725         return type == BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
726 }
727
728 static void __mark_dynptr_reg(struct bpf_reg_state *reg,
729                               enum bpf_dynptr_type type,
730                               bool first_slot);
731
732 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
733                                 struct bpf_reg_state *reg);
734
735 static void mark_dynptr_stack_regs(struct bpf_reg_state *sreg1,
736                                    struct bpf_reg_state *sreg2,
737                                    enum bpf_dynptr_type type)
738 {
739         __mark_dynptr_reg(sreg1, type, true);
740         __mark_dynptr_reg(sreg2, type, false);
741 }
742
743 static void mark_dynptr_cb_reg(struct bpf_reg_state *reg,
744                                enum bpf_dynptr_type type)
745 {
746         __mark_dynptr_reg(reg, type, true);
747 }
748
749
750 static int mark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
751                                    enum bpf_arg_type arg_type, int insn_idx)
752 {
753         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
754         enum bpf_dynptr_type type;
755         int spi, i, id;
756
757         spi = get_spi(reg->off);
758
759         if (!is_spi_bounds_valid(state, spi, BPF_DYNPTR_NR_SLOTS))
760                 return -EINVAL;
761
762         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
763                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
764                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
765         }
766
767         type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
768         if (type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
769                 return -EINVAL;
770
771         mark_dynptr_stack_regs(&state->stack[spi].spilled_ptr,
772                                &state->stack[spi - 1].spilled_ptr, type);
773
774         if (dynptr_type_refcounted(type)) {
775                 /* The id is used to track proper releasing */
776                 id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
777                 if (id < 0)
778                         return id;
779
780                 state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id = id;
781                 state->stack[spi - 1].spilled_ptr.ref_obj_id = id;
782         }
783
784         return 0;
785 }
786
787 static int unmark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
788 {
789         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
790         int spi, i;
791
792         spi = get_spi(reg->off);
793
794         if (!is_spi_bounds_valid(state, spi, BPF_DYNPTR_NR_SLOTS))
795                 return -EINVAL;
796
797         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
798                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_INVALID;
799                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_INVALID;
800         }
801
802         /* Invalidate any slices associated with this dynptr */
803         if (dynptr_type_refcounted(state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type))
804                 WARN_ON_ONCE(release_reference(env, state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id));
805
806         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
807         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr);
808         return 0;
809 }
810
811 static bool is_dynptr_reg_valid_uninit(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
812 {
813         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
814         int spi, i;
815
816         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
817                 return false;
818
819         spi = get_spi(reg->off);
820         if (!is_spi_bounds_valid(state, spi, BPF_DYNPTR_NR_SLOTS))
821                 return true;
822
823         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
824                 if (state->stack[spi].slot_type[i] == STACK_DYNPTR ||
825                     state->stack[spi - 1].slot_type[i] == STACK_DYNPTR)
826                         return false;
827         }
828
829         return true;
830 }
831
832 static bool is_dynptr_reg_valid_init(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
833 {
834         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
835         int spi;
836         int i;
837
838         /* This already represents first slot of initialized bpf_dynptr */
839         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
840                 return true;
841
842         spi = get_spi(reg->off);
843         if (!is_spi_bounds_valid(state, spi, BPF_DYNPTR_NR_SLOTS) ||
844             !state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
845                 return false;
846
847         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
848                 if (state->stack[spi].slot_type[i] != STACK_DYNPTR ||
849                     state->stack[spi - 1].slot_type[i] != STACK_DYNPTR)
850                         return false;
851         }
852
853         return true;
854 }
855
856 static bool is_dynptr_type_expected(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
857                                     enum bpf_arg_type arg_type)
858 {
859         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
860         enum bpf_dynptr_type dynptr_type;
861         int spi;
862
863         /* ARG_PTR_TO_DYNPTR takes any type of dynptr */
864         if (arg_type == ARG_PTR_TO_DYNPTR)
865                 return true;
866
867         dynptr_type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
868         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
869                 return reg->dynptr.type == dynptr_type;
870         } else {
871                 spi = get_spi(reg->off);
872                 return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type == dynptr_type;
873         }
874 }
875
876 /* The reg state of a pointer or a bounded scalar was saved when
877  * it was spilled to the stack.
878  */
879 static bool is_spilled_reg(const struct bpf_stack_state *stack)
880 {
881         return stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1] == STACK_SPILL;
882 }
883
884 static void scrub_spilled_slot(u8 *stype)
885 {
886         if (*stype != STACK_INVALID)
887                 *stype = STACK_MISC;
888 }
889
890 static void print_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
891                                  const struct bpf_func_state *state,
892                                  bool print_all)
893 {
894         const struct bpf_reg_state *reg;
895         enum bpf_reg_type t;
896         int i;
897
898         if (state->frameno)
899                 verbose(env, " frame%d:", state->frameno);
900         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
901                 reg = &state->regs[i];
902                 t = reg->type;
903                 if (t == NOT_INIT)
904                         continue;
905                 if (!print_all && !reg_scratched(env, i))
906                         continue;
907                 verbose(env, " R%d", i);
908                 print_liveness(env, reg->live);
909                 verbose(env, "=");
910                 if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
911                         verbose(env, "P");
912                 if ((t == SCALAR_VALUE || t == PTR_TO_STACK) &&
913                     tnum_is_const(reg->var_off)) {
914                         /* reg->off should be 0 for SCALAR_VALUE */
915                         verbose(env, "%s", t == SCALAR_VALUE ? "" : reg_type_str(env, t));
916                         verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
917                 } else {
918                         const char *sep = "";
919
920                         verbose(env, "%s", reg_type_str(env, t));
921                         if (base_type(t) == PTR_TO_BTF_ID)
922                                 verbose(env, "%s", kernel_type_name(reg->btf, reg->btf_id));
923                         verbose(env, "(");
924 /*
925  * _a stands for append, was shortened to avoid multiline statements below.
926  * This macro is used to output a comma separated list of attributes.
927  */
928 #define verbose_a(fmt, ...) ({ verbose(env, "%s" fmt, sep, __VA_ARGS__); sep = ","; })
929
930                         if (reg->id)
931                                 verbose_a("id=%d", reg->id);
932                         if (reg->ref_obj_id)
933                                 verbose_a("ref_obj_id=%d", reg->ref_obj_id);
934                         if (t != SCALAR_VALUE)
935                                 verbose_a("off=%d", reg->off);
936                         if (type_is_pkt_pointer(t))
937                                 verbose_a("r=%d", reg->range);
938                         else if (base_type(t) == CONST_PTR_TO_MAP ||
939                                  base_type(t) == PTR_TO_MAP_KEY ||
940                                  base_type(t) == PTR_TO_MAP_VALUE)
941                                 verbose_a("ks=%d,vs=%d",
942                                           reg->map_ptr->key_size,
943                                           reg->map_ptr->value_size);
944                         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
945                                 /* Typically an immediate SCALAR_VALUE, but
946                                  * could be a pointer whose offset is too big
947                                  * for reg->off
948                                  */
949                                 verbose_a("imm=%llx", reg->var_off.value);
950                         } else {
951                                 if (reg->smin_value != reg->umin_value &&
952                                     reg->smin_value != S64_MIN)
953                                         verbose_a("smin=%lld", (long long)reg->smin_value);
954                                 if (reg->smax_value != reg->umax_value &&
955                                     reg->smax_value != S64_MAX)
956                                         verbose_a("smax=%lld", (long long)reg->smax_value);
957                                 if (reg->umin_value != 0)
958                                         verbose_a("umin=%llu", (unsigned long long)reg->umin_value);
959                                 if (reg->umax_value != U64_MAX)
960                                         verbose_a("umax=%llu", (unsigned long long)reg->umax_value);
961                                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
962                                         char tn_buf[48];
963
964                                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
965                                         verbose_a("var_off=%s", tn_buf);
966                                 }
967                                 if (reg->s32_min_value != reg->smin_value &&
968                                     reg->s32_min_value != S32_MIN)
969                                         verbose_a("s32_min=%d", (int)(reg->s32_min_value));
970                                 if (reg->s32_max_value != reg->smax_value &&
971                                     reg->s32_max_value != S32_MAX)
972                                         verbose_a("s32_max=%d", (int)(reg->s32_max_value));
973                                 if (reg->u32_min_value != reg->umin_value &&
974                                     reg->u32_min_value != U32_MIN)
975                                         verbose_a("u32_min=%d", (int)(reg->u32_min_value));
976                                 if (reg->u32_max_value != reg->umax_value &&
977                                     reg->u32_max_value != U32_MAX)
978                                         verbose_a("u32_max=%d", (int)(reg->u32_max_value));
979                         }
980 #undef verbose_a
981
982                         verbose(env, ")");
983                 }
984         }
985         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
986                 char types_buf[BPF_REG_SIZE + 1];
987                 bool valid = false;
988                 int j;
989
990                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++) {
991                         if (state->stack[i].slot_type[j] != STACK_INVALID)
992                                 valid = true;
993                         types_buf[j] = slot_type_char[
994                                         state->stack[i].slot_type[j]];
995                 }
996                 types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
997                 if (!valid)
998                         continue;
999                 if (!print_all && !stack_slot_scratched(env, i))
1000                         continue;
1001                 verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1002                 print_liveness(env, state->stack[i].spilled_ptr.live);
1003                 if (is_spilled_reg(&state->stack[i])) {
1004                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1005                         t = reg->type;
1006                         verbose(env, "=%s", t == SCALAR_VALUE ? "" : reg_type_str(env, t));
1007                         if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
1008                                 verbose(env, "P");
1009                         if (t == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off))
1010                                 verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
1011                 } else {
1012                         verbose(env, "=%s", types_buf);
1013                 }
1014         }
1015         if (state->acquired_refs && state->refs[0].id) {
1016                 verbose(env, " refs=%d", state->refs[0].id);
1017                 for (i = 1; i < state->acquired_refs; i++)
1018                         if (state->refs[i].id)
1019                                 verbose(env, ",%d", state->refs[i].id);
1020         }
1021         if (state->in_callback_fn)
1022                 verbose(env, " cb");
1023         if (state->in_async_callback_fn)
1024                 verbose(env, " async_cb");
1025         verbose(env, "\n");
1026         mark_verifier_state_clean(env);
1027 }
1028
1029 static inline u32 vlog_alignment(u32 pos)
1030 {
1031         return round_up(max(pos + BPF_LOG_MIN_ALIGNMENT / 2, BPF_LOG_ALIGNMENT),
1032                         BPF_LOG_MIN_ALIGNMENT) - pos - 1;
1033 }
1034
1035 static void print_insn_state(struct bpf_verifier_env *env,
1036                              const struct bpf_func_state *state)
1037 {
1038         if (env->prev_log_len && env->prev_log_len == env->log.len_used) {
1039                 /* remove new line character */
1040                 bpf_vlog_reset(&env->log, env->prev_log_len - 1);
1041                 verbose(env, "%*c;", vlog_alignment(env->prev_insn_print_len), ' ');
1042         } else {
1043                 verbose(env, "%d:", env->insn_idx);
1044         }
1045         print_verifier_state(env, state, false);
1046 }
1047
1048 /* copy array src of length n * size bytes to dst. dst is reallocated if it's too
1049  * small to hold src. This is different from krealloc since we don't want to preserve
1050  * the contents of dst.
1051  *
1052  * Leaves dst untouched if src is NULL or length is zero. Returns NULL if memory could
1053  * not be allocated.
1054  */
1055 static void *copy_array(void *dst, const void *src, size_t n, size_t size, gfp_t flags)
1056 {
1057         size_t bytes;
1058
1059         if (ZERO_OR_NULL_PTR(src))
1060                 goto out;
1061
1062         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
1063                 return NULL;
1064
1065         if (ksize(dst) < ksize(src)) {
1066                 kfree(dst);
1067                 dst = kmalloc_track_caller(kmalloc_size_roundup(bytes), flags);
1068                 if (!dst)
1069                         return NULL;
1070         }
1071
1072         memcpy(dst, src, bytes);
1073 out:
1074         return dst ? dst : ZERO_SIZE_PTR;
1075 }
1076
1077 /* resize an array from old_n items to new_n items. the array is reallocated if it's too
1078  * small to hold new_n items. new items are zeroed out if the array grows.
1079  *
1080  * Contrary to krealloc_array, does not free arr if new_n is zero.
1081  */
1082 static void *realloc_array(void *arr, size_t old_n, size_t new_n, size_t size)
1083 {
1084         size_t alloc_size;
1085         void *new_arr;
1086
1087         if (!new_n || old_n == new_n)
1088                 goto out;
1089
1090         alloc_size = kmalloc_size_roundup(size_mul(new_n, size));
1091         new_arr = krealloc(arr, alloc_size, GFP_KERNEL);
1092         if (!new_arr) {
1093                 kfree(arr);
1094                 return NULL;
1095         }
1096         arr = new_arr;
1097
1098         if (new_n > old_n)
1099                 memset(arr + old_n * size, 0, (new_n - old_n) * size);
1100
1101 out:
1102         return arr ? arr : ZERO_SIZE_PTR;
1103 }
1104
1105 static int copy_reference_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1106 {
1107         dst->refs = copy_array(dst->refs, src->refs, src->acquired_refs,
1108                                sizeof(struct bpf_reference_state), GFP_KERNEL);
1109         if (!dst->refs)
1110                 return -ENOMEM;
1111
1112         dst->acquired_refs = src->acquired_refs;
1113         return 0;
1114 }
1115
1116 static int copy_stack_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1117 {
1118         size_t n = src->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
1119
1120         dst->stack = copy_array(dst->stack, src->stack, n, sizeof(struct bpf_stack_state),
1121                                 GFP_KERNEL);
1122         if (!dst->stack)
1123                 return -ENOMEM;
1124
1125         dst->allocated_stack = src->allocated_stack;
1126         return 0;
1127 }
1128
1129 static int resize_reference_state(struct bpf_func_state *state, size_t n)
1130 {
1131         state->refs = realloc_array(state->refs, state->acquired_refs, n,
1132                                     sizeof(struct bpf_reference_state));
1133         if (!state->refs)
1134                 return -ENOMEM;
1135
1136         state->acquired_refs = n;
1137         return 0;
1138 }
1139
1140 static int grow_stack_state(struct bpf_func_state *state, int size)
1141 {
1142         size_t old_n = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE, n = size / BPF_REG_SIZE;
1143
1144         if (old_n >= n)
1145                 return 0;
1146
1147         state->stack = realloc_array(state->stack, old_n, n, sizeof(struct bpf_stack_state));
1148         if (!state->stack)
1149                 return -ENOMEM;
1150
1151         state->allocated_stack = size;
1152         return 0;
1153 }
1154
1155 /* Acquire a pointer id from the env and update the state->refs to include
1156  * this new pointer reference.
1157  * On success, returns a valid pointer id to associate with the register
1158  * On failure, returns a negative errno.
1159  */
1160 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
1161 {
1162         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
1163         int new_ofs = state->acquired_refs;
1164         int id, err;
1165
1166         err = resize_reference_state(state, state->acquired_refs + 1);
1167         if (err)
1168                 return err;
1169         id = ++env->id_gen;
1170         state->refs[new_ofs].id = id;
1171         state->refs[new_ofs].insn_idx = insn_idx;
1172         state->refs[new_ofs].callback_ref = state->in_callback_fn ? state->frameno : 0;
1173
1174         return id;
1175 }
1176
1177 /* release function corresponding to acquire_reference_state(). Idempotent. */
1178 static int release_reference_state(struct bpf_func_state *state, int ptr_id)
1179 {
1180         int i, last_idx;
1181
1182         last_idx = state->acquired_refs - 1;
1183         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
1184                 if (state->refs[i].id == ptr_id) {
1185                         /* Cannot release caller references in callbacks */
1186                         if (state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
1187                                 return -EINVAL;
1188                         if (last_idx && i != last_idx)
1189                                 memcpy(&state->refs[i], &state->refs[last_idx],
1190                                        sizeof(*state->refs));
1191                         memset(&state->refs[last_idx], 0, sizeof(*state->refs));
1192                         state->acquired_refs--;
1193                         return 0;
1194                 }
1195         }
1196         return -EINVAL;
1197 }
1198
1199 static void free_func_state(struct bpf_func_state *state)
1200 {
1201         if (!state)
1202                 return;
1203         kfree(state->refs);
1204         kfree(state->stack);
1205         kfree(state);
1206 }
1207
1208 static void clear_jmp_history(struct bpf_verifier_state *state)
1209 {
1210         kfree(state->jmp_history);
1211         state->jmp_history = NULL;
1212         state->jmp_history_cnt = 0;
1213 }
1214
1215 static void free_verifier_state(struct bpf_verifier_state *state,
1216                                 bool free_self)
1217 {
1218         int i;
1219
1220         for (i = 0; i <= state->curframe; i++) {
1221                 free_func_state(state->frame[i]);
1222                 state->frame[i] = NULL;
1223         }
1224         clear_jmp_history(state);
1225         if (free_self)
1226                 kfree(state);
1227 }
1228
1229 /* copy verifier state from src to dst growing dst stack space
1230  * when necessary to accommodate larger src stack
1231  */
1232 static int copy_func_state(struct bpf_func_state *dst,
1233                            const struct bpf_func_state *src)
1234 {
1235         int err;
1236
1237         memcpy(dst, src, offsetof(struct bpf_func_state, acquired_refs));
1238         err = copy_reference_state(dst, src);
1239         if (err)
1240                 return err;
1241         return copy_stack_state(dst, src);
1242 }
1243
1244 static int copy_verifier_state(struct bpf_verifier_state *dst_state,
1245                                const struct bpf_verifier_state *src)
1246 {
1247         struct bpf_func_state *dst;
1248         int i, err;
1249
1250         dst_state->jmp_history = copy_array(dst_state->jmp_history, src->jmp_history,
1251                                             src->jmp_history_cnt, sizeof(struct bpf_idx_pair),
1252                                             GFP_USER);
1253         if (!dst_state->jmp_history)
1254                 return -ENOMEM;
1255         dst_state->jmp_history_cnt = src->jmp_history_cnt;
1256
1257         /* if dst has more stack frames then src frame, free them */
1258         for (i = src->curframe + 1; i <= dst_state->curframe; i++) {
1259                 free_func_state(dst_state->frame[i]);
1260                 dst_state->frame[i] = NULL;
1261         }
1262         dst_state->speculative = src->speculative;
1263         dst_state->active_rcu_lock = src->active_rcu_lock;
1264         dst_state->curframe = src->curframe;
1265         dst_state->active_lock.ptr = src->active_lock.ptr;
1266         dst_state->active_lock.id = src->active_lock.id;
1267         dst_state->branches = src->branches;
1268         dst_state->parent = src->parent;
1269         dst_state->first_insn_idx = src->first_insn_idx;
1270         dst_state->last_insn_idx = src->last_insn_idx;
1271         for (i = 0; i <= src->curframe; i++) {
1272                 dst = dst_state->frame[i];
1273                 if (!dst) {
1274                         dst = kzalloc(sizeof(*dst), GFP_KERNEL);
1275                         if (!dst)
1276                                 return -ENOMEM;
1277                         dst_state->frame[i] = dst;
1278                 }
1279                 err = copy_func_state(dst, src->frame[i]);
1280                 if (err)
1281                         return err;
1282         }
1283         return 0;
1284 }
1285
1286 static void update_branch_counts(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
1287 {
1288         while (st) {
1289                 u32 br = --st->branches;
1290
1291                 /* WARN_ON(br > 1) technically makes sense here,
1292                  * but see comment in push_stack(), hence:
1293                  */
1294                 WARN_ONCE((int)br < 0,
1295                           "BUG update_branch_counts:branches_to_explore=%d\n",
1296                           br);
1297                 if (br)
1298                         break;
1299                 st = st->parent;
1300         }
1301 }
1302
1303 static int pop_stack(struct bpf_verifier_env *env, int *prev_insn_idx,
1304                      int *insn_idx, bool pop_log)
1305 {
1306         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1307         struct bpf_verifier_stack_elem *elem, *head = env->head;
1308         int err;
1309
1310         if (env->head == NULL)
1311                 return -ENOENT;
1312
1313         if (cur) {
1314                 err = copy_verifier_state(cur, &head->st);
1315                 if (err)
1316                         return err;
1317         }
1318         if (pop_log)
1319                 bpf_vlog_reset(&env->log, head->log_pos);
1320         if (insn_idx)
1321                 *insn_idx = head->insn_idx;
1322         if (prev_insn_idx)
1323                 *prev_insn_idx = head->prev_insn_idx;
1324         elem = head->next;
1325         free_verifier_state(&head->st, false);
1326         kfree(head);
1327         env->head = elem;
1328         env->stack_size--;
1329         return 0;
1330 }
1331
1332 static struct bpf_verifier_state *push_stack(struct bpf_verifier_env *env,
1333                                              int insn_idx, int prev_insn_idx,
1334                                              bool speculative)
1335 {
1336         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1337         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
1338         int err;
1339
1340         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
1341         if (!elem)
1342                 goto err;
1343
1344         elem->insn_idx = insn_idx;
1345         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
1346         elem->next = env->head;
1347         elem->log_pos = env->log.len_used;
1348         env->head = elem;
1349         env->stack_size++;
1350         err = copy_verifier_state(&elem->st, cur);
1351         if (err)
1352                 goto err;
1353         elem->st.speculative |= speculative;
1354         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
1355                 verbose(env, "The sequence of %d jumps is too complex.\n",
1356                         env->stack_size);
1357                 goto err;
1358         }
1359         if (elem->st.parent) {
1360                 ++elem->st.parent->branches;
1361                 /* WARN_ON(branches > 2) technically makes sense here,
1362                  * but
1363                  * 1. speculative states will bump 'branches' for non-branch
1364                  * instructions
1365                  * 2. is_state_visited() heuristics may decide not to create
1366                  * a new state for a sequence of branches and all such current
1367                  * and cloned states will be pointing to a single parent state
1368                  * which might have large 'branches' count.
1369                  */
1370         }
1371         return &elem->st;
1372 err:
1373         free_verifier_state(env->cur_state, true);
1374         env->cur_state = NULL;
1375         /* pop all elements and return */
1376         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
1377         return NULL;
1378 }
1379
1380 #define CALLER_SAVED_REGS 6
1381 static const int caller_saved[CALLER_SAVED_REGS] = {
1382         BPF_REG_0, BPF_REG_1, BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4, BPF_REG_5
1383 };
1384
1385 /* This helper doesn't clear reg->id */
1386 static void ___mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1387 {
1388         reg->var_off = tnum_const(imm);
1389         reg->smin_value = (s64)imm;
1390         reg->smax_value = (s64)imm;
1391         reg->umin_value = imm;
1392         reg->umax_value = imm;
1393
1394         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1395         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1396         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1397         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1398 }
1399
1400 /* Mark the unknown part of a register (variable offset or scalar value) as
1401  * known to have the value @imm.
1402  */
1403 static void __mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1404 {
1405         /* Clear id, off, and union(map_ptr, range) */
1406         memset(((u8 *)reg) + sizeof(reg->type), 0,
1407                offsetof(struct bpf_reg_state, var_off) - sizeof(reg->type));
1408         ___mark_reg_known(reg, imm);
1409 }
1410
1411 static void __mark_reg32_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1412 {
1413         reg->var_off = tnum_const_subreg(reg->var_off, imm);
1414         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1415         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1416         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1417         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1418 }
1419
1420 /* Mark the 'variable offset' part of a register as zero.  This should be
1421  * used only on registers holding a pointer type.
1422  */
1423 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1424 {
1425         __mark_reg_known(reg, 0);
1426 }
1427
1428 static void __mark_reg_const_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1429 {
1430         __mark_reg_known(reg, 0);
1431         reg->type = SCALAR_VALUE;
1432 }
1433
1434 static void mark_reg_known_zero(struct bpf_verifier_env *env,
1435                                 struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1436 {
1437         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1438                 verbose(env, "mark_reg_known_zero(regs, %u)\n", regno);
1439                 /* Something bad happened, let's kill all regs */
1440                 for (regno = 0; regno < MAX_BPF_REG; regno++)
1441                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1442                 return;
1443         }
1444         __mark_reg_known_zero(regs + regno);
1445 }
1446
1447 static void __mark_dynptr_reg(struct bpf_reg_state *reg, enum bpf_dynptr_type type,
1448                               bool first_slot)
1449 {
1450         /* reg->type has no meaning for STACK_DYNPTR, but when we set reg for
1451          * callback arguments, it does need to be CONST_PTR_TO_DYNPTR, so simply
1452          * set it unconditionally as it is ignored for STACK_DYNPTR anyway.
1453          */
1454         __mark_reg_known_zero(reg);
1455         reg->type = CONST_PTR_TO_DYNPTR;
1456         reg->dynptr.type = type;
1457         reg->dynptr.first_slot = first_slot;
1458 }
1459
1460 static void mark_ptr_not_null_reg(struct bpf_reg_state *reg)
1461 {
1462         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MAP_VALUE) {
1463                 const struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
1464
1465                 if (map->inner_map_meta) {
1466                         reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
1467                         reg->map_ptr = map->inner_map_meta;
1468                         /* transfer reg's id which is unique for every map_lookup_elem
1469                          * as UID of the inner map.
1470                          */
1471                         if (btf_record_has_field(map->inner_map_meta->record, BPF_TIMER))
1472                                 reg->map_uid = reg->id;
1473                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_XSKMAP) {
1474                         reg->type = PTR_TO_XDP_SOCK;
1475                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
1476                            map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH) {
1477                         reg->type = PTR_TO_SOCKET;
1478                 } else {
1479                         reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
1480                 }
1481                 return;
1482         }
1483
1484         reg->type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
1485 }
1486
1487 static bool reg_is_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg)
1488 {
1489         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
1490 }
1491
1492 static bool reg_is_pkt_pointer_any(const struct bpf_reg_state *reg)
1493 {
1494         return reg_is_pkt_pointer(reg) ||
1495                reg->type == PTR_TO_PACKET_END;
1496 }
1497
1498 /* Unmodified PTR_TO_PACKET[_META,_END] register from ctx access. */
1499 static bool reg_is_init_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg,
1500                                     enum bpf_reg_type which)
1501 {
1502         /* The register can already have a range from prior markings.
1503          * This is fine as long as it hasn't been advanced from its
1504          * origin.
1505          */
1506         return reg->type == which &&
1507                reg->id == 0 &&
1508                reg->off == 0 &&
1509                tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
1510 }
1511
1512 /* Reset the min/max bounds of a register */
1513 static void __mark_reg_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1514 {
1515         reg->smin_value = S64_MIN;
1516         reg->smax_value = S64_MAX;
1517         reg->umin_value = 0;
1518         reg->umax_value = U64_MAX;
1519
1520         reg->s32_min_value = S32_MIN;
1521         reg->s32_max_value = S32_MAX;
1522         reg->u32_min_value = 0;
1523         reg->u32_max_value = U32_MAX;
1524 }
1525
1526 static void __mark_reg64_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1527 {
1528         reg->smin_value = S64_MIN;
1529         reg->smax_value = S64_MAX;
1530         reg->umin_value = 0;
1531         reg->umax_value = U64_MAX;
1532 }
1533
1534 static void __mark_reg32_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1535 {
1536         reg->s32_min_value = S32_MIN;
1537         reg->s32_max_value = S32_MAX;
1538         reg->u32_min_value = 0;
1539         reg->u32_max_value = U32_MAX;
1540 }
1541
1542 static void __update_reg32_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1543 {
1544         struct tnum var32_off = tnum_subreg(reg->var_off);
1545
1546         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
1547         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value,
1548                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MIN));
1549         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
1550         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value,
1551                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MAX));
1552         reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)var32_off.value);
1553         reg->u32_max_value = min(reg->u32_max_value,
1554                                  (u32)(var32_off.value | var32_off.mask));
1555 }
1556
1557 static void __update_reg64_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1558 {
1559         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
1560         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value,
1561                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MIN));
1562         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
1563         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value,
1564                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MAX));
1565         reg->umin_value = max(reg->umin_value, reg->var_off.value);
1566         reg->umax_value = min(reg->umax_value,
1567                               reg->var_off.value | reg->var_off.mask);
1568 }
1569
1570 static void __update_reg_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1571 {
1572         __update_reg32_bounds(reg);
1573         __update_reg64_bounds(reg);
1574 }
1575
1576 /* Uses signed min/max values to inform unsigned, and vice-versa */
1577 static void __reg32_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1578 {
1579         /* Learn sign from signed bounds.
1580          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
1581          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
1582          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
1583          */
1584         if (reg->s32_min_value >= 0 || reg->s32_max_value < 0) {
1585                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
1586                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
1587                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
1588                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
1589                 return;
1590         }
1591         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
1592          * boundary, so we must be careful.
1593          */
1594         if ((s32)reg->u32_max_value >= 0) {
1595                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
1596                  * is positive, hence safe.
1597                  */
1598                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value;
1599                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
1600                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
1601         } else if ((s32)reg->u32_min_value < 0) {
1602                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
1603                  * is negative, hence safe.
1604                  */
1605                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
1606                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
1607                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value;
1608         }
1609 }
1610
1611 static void __reg64_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1612 {
1613         /* Learn sign from signed bounds.
1614          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
1615          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
1616          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
1617          */
1618         if (reg->smin_value >= 0 || reg->smax_value < 0) {
1619                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
1620                                                           reg->umin_value);
1621                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
1622                                                           reg->umax_value);
1623                 return;
1624         }
1625         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
1626          * boundary, so we must be careful.
1627          */
1628         if ((s64)reg->umax_value >= 0) {
1629                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
1630                  * is positive, hence safe.
1631                  */
1632                 reg->smin_value = reg->umin_value;
1633                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
1634                                                           reg->umax_value);
1635         } else if ((s64)reg->umin_value < 0) {
1636                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
1637                  * is negative, hence safe.
1638                  */
1639                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
1640                                                           reg->umin_value);
1641                 reg->smax_value = reg->umax_value;
1642         }
1643 }
1644
1645 static void __reg_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1646 {
1647         __reg32_deduce_bounds(reg);
1648         __reg64_deduce_bounds(reg);
1649 }
1650
1651 /* Attempts to improve var_off based on unsigned min/max information */
1652 static void __reg_bound_offset(struct bpf_reg_state *reg)
1653 {
1654         struct tnum var64_off = tnum_intersect(reg->var_off,
1655                                                tnum_range(reg->umin_value,
1656                                                           reg->umax_value));
1657         struct tnum var32_off = tnum_intersect(tnum_subreg(reg->var_off),
1658                                                 tnum_range(reg->u32_min_value,
1659                                                            reg->u32_max_value));
1660
1661         reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(var64_off), var32_off);
1662 }
1663
1664 static void reg_bounds_sync(struct bpf_reg_state *reg)
1665 {
1666         /* We might have learned new bounds from the var_off. */
1667         __update_reg_bounds(reg);
1668         /* We might have learned something about the sign bit. */
1669         __reg_deduce_bounds(reg);
1670         /* We might have learned some bits from the bounds. */
1671         __reg_bound_offset(reg);
1672         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
1673          * slightly, e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
1674          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
1675          */
1676         __update_reg_bounds(reg);
1677 }
1678
1679 static bool __reg32_bound_s64(s32 a)
1680 {
1681         return a >= 0 && a <= S32_MAX;
1682 }
1683
1684 static void __reg_assign_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
1685 {
1686         reg->umin_value = reg->u32_min_value;
1687         reg->umax_value = reg->u32_max_value;
1688
1689         /* Attempt to pull 32-bit signed bounds into 64-bit bounds but must
1690          * be positive otherwise set to worse case bounds and refine later
1691          * from tnum.
1692          */
1693         if (__reg32_bound_s64(reg->s32_min_value) &&
1694             __reg32_bound_s64(reg->s32_max_value)) {
1695                 reg->smin_value = reg->s32_min_value;
1696                 reg->smax_value = reg->s32_max_value;
1697         } else {
1698                 reg->smin_value = 0;
1699                 reg->smax_value = U32_MAX;
1700         }
1701 }
1702
1703 static void __reg_combine_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
1704 {
1705         /* special case when 64-bit register has upper 32-bit register
1706          * zeroed. Typically happens after zext or <<32, >>32 sequence
1707          * allowing us to use 32-bit bounds directly,
1708          */
1709         if (tnum_equals_const(tnum_clear_subreg(reg->var_off), 0)) {
1710                 __reg_assign_32_into_64(reg);
1711         } else {
1712                 /* Otherwise the best we can do is push lower 32bit known and
1713                  * unknown bits into register (var_off set from jmp logic)
1714                  * then learn as much as possible from the 64-bit tnum
1715                  * known and unknown bits. The previous smin/smax bounds are
1716                  * invalid here because of jmp32 compare so mark them unknown
1717                  * so they do not impact tnum bounds calculation.
1718                  */
1719                 __mark_reg64_unbounded(reg);
1720         }
1721         reg_bounds_sync(reg);
1722 }
1723
1724 static bool __reg64_bound_s32(s64 a)
1725 {
1726         return a >= S32_MIN && a <= S32_MAX;
1727 }
1728
1729 static bool __reg64_bound_u32(u64 a)
1730 {
1731         return a >= U32_MIN && a <= U32_MAX;
1732 }
1733
1734 static void __reg_combine_64_into_32(struct bpf_reg_state *reg)
1735 {
1736         __mark_reg32_unbounded(reg);
1737         if (__reg64_bound_s32(reg->smin_value) && __reg64_bound_s32(reg->smax_value)) {
1738                 reg->s32_min_value = (s32)reg->smin_value;
1739                 reg->s32_max_value = (s32)reg->smax_value;
1740         }
1741         if (__reg64_bound_u32(reg->umin_value) && __reg64_bound_u32(reg->umax_value)) {
1742                 reg->u32_min_value = (u32)reg->umin_value;
1743                 reg->u32_max_value = (u32)reg->umax_value;
1744         }
1745         reg_bounds_sync(reg);
1746 }
1747
1748 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value. */
1749 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
1750                                struct bpf_reg_state *reg)
1751 {
1752         /*
1753          * Clear type, id, off, and union(map_ptr, range) and
1754          * padding between 'type' and union
1755          */
1756         memset(reg, 0, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off));
1757         reg->type = SCALAR_VALUE;
1758         reg->var_off = tnum_unknown;
1759         reg->frameno = 0;
1760         reg->precise = !env->bpf_capable;
1761         __mark_reg_unbounded(reg);
1762 }
1763
1764 static void mark_reg_unknown(struct bpf_verifier_env *env,
1765                              struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1766 {
1767         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1768                 verbose(env, "mark_reg_unknown(regs, %u)\n", regno);
1769                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
1770                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
1771                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1772                 return;
1773         }
1774         __mark_reg_unknown(env, regs + regno);
1775 }
1776
1777 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
1778                                 struct bpf_reg_state *reg)
1779 {
1780         __mark_reg_unknown(env, reg);
1781         reg->type = NOT_INIT;
1782 }
1783
1784 static void mark_reg_not_init(struct bpf_verifier_env *env,
1785                               struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1786 {
1787         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1788                 verbose(env, "mark_reg_not_init(regs, %u)\n", regno);
1789                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
1790                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
1791                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1792                 return;
1793         }
1794         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1795 }
1796
1797 static void mark_btf_ld_reg(struct bpf_verifier_env *env,
1798                             struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
1799                             enum bpf_reg_type reg_type,
1800                             struct btf *btf, u32 btf_id,
1801                             enum bpf_type_flag flag)
1802 {
1803         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
1804                 mark_reg_unknown(env, regs, regno);
1805                 return;
1806         }
1807         mark_reg_known_zero(env, regs, regno);
1808         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | flag;
1809         regs[regno].btf = btf;
1810         regs[regno].btf_id = btf_id;
1811 }
1812
1813 #define DEF_NOT_SUBREG  (0)
1814 static void init_reg_state(struct bpf_verifier_env *env,
1815                            struct bpf_func_state *state)
1816 {
1817         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
1818         int i;
1819
1820         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
1821                 mark_reg_not_init(env, regs, i);
1822                 regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
1823                 regs[i].parent = NULL;
1824                 regs[i].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
1825         }
1826
1827         /* frame pointer */
1828         regs[BPF_REG_FP].type = PTR_TO_STACK;
1829         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_FP);
1830         regs[BPF_REG_FP].frameno = state->frameno;
1831 }
1832
1833 #define BPF_MAIN_FUNC (-1)
1834 static void init_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
1835                             struct bpf_func_state *state,
1836                             int callsite, int frameno, int subprogno)
1837 {
1838         state->callsite = callsite;
1839         state->frameno = frameno;
1840         state->subprogno = subprogno;
1841         state->callback_ret_range = tnum_range(0, 0);
1842         init_reg_state(env, state);
1843         mark_verifier_state_scratched(env);
1844 }
1845
1846 /* Similar to push_stack(), but for async callbacks */
1847 static struct bpf_verifier_state *push_async_cb(struct bpf_verifier_env *env,
1848                                                 int insn_idx, int prev_insn_idx,
1849                                                 int subprog)
1850 {
1851         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
1852         struct bpf_func_state *frame;
1853
1854         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
1855         if (!elem)
1856                 goto err;
1857
1858         elem->insn_idx = insn_idx;
1859         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
1860         elem->next = env->head;
1861         elem->log_pos = env->log.len_used;
1862         env->head = elem;
1863         env->stack_size++;
1864         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
1865                 verbose(env,
1866                         "The sequence of %d jumps is too complex for async cb.\n",
1867                         env->stack_size);
1868                 goto err;
1869         }
1870         /* Unlike push_stack() do not copy_verifier_state().
1871          * The caller state doesn't matter.
1872          * This is async callback. It starts in a fresh stack.
1873          * Initialize it similar to do_check_common().
1874          */
1875         elem->st.branches = 1;
1876         frame = kzalloc(sizeof(*frame), GFP_KERNEL);
1877         if (!frame)
1878                 goto err;
1879         init_func_state(env, frame,
1880                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
1881                         0 /* frameno within this callchain */,
1882                         subprog /* subprog number within this prog */);
1883         elem->st.frame[0] = frame;
1884         return &elem->st;
1885 err:
1886         free_verifier_state(env->cur_state, true);
1887         env->cur_state = NULL;
1888         /* pop all elements and return */
1889         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
1890         return NULL;
1891 }
1892
1893
1894 enum reg_arg_type {
1895         SRC_OP,         /* register is used as source operand */
1896         DST_OP,         /* register is used as destination operand */
1897         DST_OP_NO_MARK  /* same as above, check only, don't mark */
1898 };
1899
1900 static int cmp_subprogs(const void *a, const void *b)
1901 {
1902         return ((struct bpf_subprog_info *)a)->start -
1903                ((struct bpf_subprog_info *)b)->start;
1904 }
1905
1906 static int find_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
1907 {
1908         struct bpf_subprog_info *p;
1909
1910         p = bsearch(&off, env->subprog_info, env->subprog_cnt,
1911                     sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs);
1912         if (!p)
1913                 return -ENOENT;
1914         return p - env->subprog_info;
1915
1916 }
1917
1918 static int add_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
1919 {
1920         int insn_cnt = env->prog->len;
1921         int ret;
1922
1923         if (off >= insn_cnt || off < 0) {
1924                 verbose(env, "call to invalid destination\n");
1925                 return -EINVAL;
1926         }
1927         ret = find_subprog(env, off);
1928         if (ret >= 0)
1929                 return ret;
1930         if (env->subprog_cnt >= BPF_MAX_SUBPROGS) {
1931                 verbose(env, "too many subprograms\n");
1932                 return -E2BIG;
1933         }
1934         /* determine subprog starts. The end is one before the next starts */
1935         env->subprog_info[env->subprog_cnt++].start = off;
1936         sort(env->subprog_info, env->subprog_cnt,
1937              sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs, NULL);
1938         return env->subprog_cnt - 1;
1939 }
1940
1941 #define MAX_KFUNC_DESCS 256
1942 #define MAX_KFUNC_BTFS  256
1943
1944 struct bpf_kfunc_desc {
1945         struct btf_func_model func_model;
1946         u32 func_id;
1947         s32 imm;
1948         u16 offset;
1949 };
1950
1951 struct bpf_kfunc_btf {
1952         struct btf *btf;
1953         struct module *module;
1954         u16 offset;
1955 };
1956
1957 struct bpf_kfunc_desc_tab {
1958         struct bpf_kfunc_desc descs[MAX_KFUNC_DESCS];
1959         u32 nr_descs;
1960 };
1961
1962 struct bpf_kfunc_btf_tab {
1963         struct bpf_kfunc_btf descs[MAX_KFUNC_BTFS];
1964         u32 nr_descs;
1965 };
1966
1967 static int kfunc_desc_cmp_by_id_off(const void *a, const void *b)
1968 {
1969         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
1970         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
1971
1972         /* func_id is not greater than BTF_MAX_TYPE */
1973         return d0->func_id - d1->func_id ?: d0->offset - d1->offset;
1974 }
1975
1976 static int kfunc_btf_cmp_by_off(const void *a, const void *b)
1977 {
1978         const struct bpf_kfunc_btf *d0 = a;
1979         const struct bpf_kfunc_btf *d1 = b;
1980
1981         return d0->offset - d1->offset;
1982 }
1983
1984 static const struct bpf_kfunc_desc *
1985 find_kfunc_desc(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id, u16 offset)
1986 {
1987         struct bpf_kfunc_desc desc = {
1988                 .func_id = func_id,
1989                 .offset = offset,
1990         };
1991         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
1992
1993         tab = prog->aux->kfunc_tab;
1994         return bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
1995                        sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_id_off);
1996 }
1997
1998 static struct btf *__find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env,
1999                                          s16 offset)
2000 {
2001         struct bpf_kfunc_btf kf_btf = { .offset = offset };
2002         struct bpf_kfunc_btf_tab *tab;
2003         struct bpf_kfunc_btf *b;
2004         struct module *mod;
2005         struct btf *btf;
2006         int btf_fd;
2007
2008         tab = env->prog->aux->kfunc_btf_tab;
2009         b = bsearch(&kf_btf, tab->descs, tab->nr_descs,
2010                     sizeof(tab->descs[0]), kfunc_btf_cmp_by_off);
2011         if (!b) {
2012                 if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_BTFS) {
2013                         verbose(env, "too many different module BTFs\n");
2014                         return ERR_PTR(-E2BIG);
2015                 }
2016
2017                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
2018                         verbose(env, "kfunc offset > 0 without fd_array is invalid\n");
2019                         return ERR_PTR(-EPROTO);
2020                 }
2021
2022                 if (copy_from_bpfptr_offset(&btf_fd, env->fd_array,
2023                                             offset * sizeof(btf_fd),
2024                                             sizeof(btf_fd)))
2025                         return ERR_PTR(-EFAULT);
2026
2027                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
2028                 if (IS_ERR(btf)) {
2029                         verbose(env, "invalid module BTF fd specified\n");
2030                         return btf;
2031                 }
2032
2033                 if (!btf_is_module(btf)) {
2034                         verbose(env, "BTF fd for kfunc is not a module BTF\n");
2035                         btf_put(btf);
2036                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2037                 }
2038
2039                 mod = btf_try_get_module(btf);
2040                 if (!mod) {
2041                         btf_put(btf);
2042                         return ERR_PTR(-ENXIO);
2043                 }
2044
2045                 b = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2046                 b->btf = btf;
2047                 b->module = mod;
2048                 b->offset = offset;
2049
2050                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2051                      kfunc_btf_cmp_by_off, NULL);
2052         }
2053         return b->btf;
2054 }
2055
2056 void bpf_free_kfunc_btf_tab(struct bpf_kfunc_btf_tab *tab)
2057 {
2058         if (!tab)
2059                 return;
2060
2061         while (tab->nr_descs--) {
2062                 module_put(tab->descs[tab->nr_descs].module);
2063                 btf_put(tab->descs[tab->nr_descs].btf);
2064         }
2065         kfree(tab);
2066 }
2067
2068 static struct btf *find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env, s16 offset)
2069 {
2070         if (offset) {
2071                 if (offset < 0) {
2072                         /* In the future, this can be allowed to increase limit
2073                          * of fd index into fd_array, interpreted as u16.
2074                          */
2075                         verbose(env, "negative offset disallowed for kernel module function call\n");
2076                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2077                 }
2078
2079                 return __find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2080         }
2081         return btf_vmlinux ?: ERR_PTR(-ENOENT);
2082 }
2083
2084 static int add_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, u32 func_id, s16 offset)
2085 {
2086         const struct btf_type *func, *func_proto;
2087         struct bpf_kfunc_btf_tab *btf_tab;
2088         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2089         struct bpf_prog_aux *prog_aux;
2090         struct bpf_kfunc_desc *desc;
2091         const char *func_name;
2092         struct btf *desc_btf;
2093         unsigned long call_imm;
2094         unsigned long addr;
2095         int err;
2096
2097         prog_aux = env->prog->aux;
2098         tab = prog_aux->kfunc_tab;
2099         btf_tab = prog_aux->kfunc_btf_tab;
2100         if (!tab) {
2101                 if (!btf_vmlinux) {
2102                         verbose(env, "calling kernel function is not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
2103                         return -ENOTSUPP;
2104                 }
2105
2106                 if (!env->prog->jit_requested) {
2107                         verbose(env, "JIT is required for calling kernel function\n");
2108                         return -ENOTSUPP;
2109                 }
2110
2111                 if (!bpf_jit_supports_kfunc_call()) {
2112                         verbose(env, "JIT does not support calling kernel function\n");
2113                         return -ENOTSUPP;
2114                 }
2115
2116                 if (!env->prog->gpl_compatible) {
2117                         verbose(env, "cannot call kernel function from non-GPL compatible program\n");
2118                         return -EINVAL;
2119                 }
2120
2121                 tab = kzalloc(sizeof(*tab), GFP_KERNEL);
2122                 if (!tab)
2123                         return -ENOMEM;
2124                 prog_aux->kfunc_tab = tab;
2125         }
2126
2127         /* func_id == 0 is always invalid, but instead of returning an error, be
2128          * conservative and wait until the code elimination pass before returning
2129          * error, so that invalid calls that get pruned out can be in BPF programs
2130          * loaded from userspace.  It is also required that offset be untouched
2131          * for such calls.
2132          */
2133         if (!func_id && !offset)
2134                 return 0;
2135
2136         if (!btf_tab && offset) {
2137                 btf_tab = kzalloc(sizeof(*btf_tab), GFP_KERNEL);
2138                 if (!btf_tab)
2139                         return -ENOMEM;
2140                 prog_aux->kfunc_btf_tab = btf_tab;
2141         }
2142
2143         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2144         if (IS_ERR(desc_btf)) {
2145                 verbose(env, "failed to find BTF for kernel function\n");
2146                 return PTR_ERR(desc_btf);
2147         }
2148
2149         if (find_kfunc_desc(env->prog, func_id, offset))
2150                 return 0;
2151
2152         if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_DESCS) {
2153                 verbose(env, "too many different kernel function calls\n");
2154                 return -E2BIG;
2155         }
2156
2157         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
2158         if (!func || !btf_type_is_func(func)) {
2159                 verbose(env, "kernel btf_id %u is not a function\n",
2160                         func_id);
2161                 return -EINVAL;
2162         }
2163         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
2164         if (!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)) {
2165                 verbose(env, "kernel function btf_id %u does not have a valid func_proto\n",
2166                         func_id);
2167                 return -EINVAL;
2168         }
2169
2170         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
2171         addr = kallsyms_lookup_name(func_name);
2172         if (!addr) {
2173                 verbose(env, "cannot find address for kernel function %s\n",
2174                         func_name);
2175                 return -EINVAL;
2176         }
2177
2178         call_imm = BPF_CALL_IMM(addr);
2179         /* Check whether or not the relative offset overflows desc->imm */
2180         if ((unsigned long)(s32)call_imm != call_imm) {
2181                 verbose(env, "address of kernel function %s is out of range\n",
2182                         func_name);
2183                 return -EINVAL;
2184         }
2185
2186         desc = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2187         desc->func_id = func_id;
2188         desc->imm = call_imm;
2189         desc->offset = offset;
2190         err = btf_distill_func_proto(&env->log, desc_btf,
2191                                      func_proto, func_name,
2192                                      &desc->func_model);
2193         if (!err)
2194                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2195                      kfunc_desc_cmp_by_id_off, NULL);
2196         return err;
2197 }
2198
2199 static int kfunc_desc_cmp_by_imm(const void *a, const void *b)
2200 {
2201         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2202         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2203
2204         if (d0->imm > d1->imm)
2205                 return 1;
2206         else if (d0->imm < d1->imm)
2207                 return -1;
2208         return 0;
2209 }
2210
2211 static void sort_kfunc_descs_by_imm(struct bpf_prog *prog)
2212 {
2213         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2214
2215         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2216         if (!tab)
2217                 return;
2218
2219         sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2220              kfunc_desc_cmp_by_imm, NULL);
2221 }
2222
2223 bool bpf_prog_has_kfunc_call(const struct bpf_prog *prog)
2224 {
2225         return !!prog->aux->kfunc_tab;
2226 }
2227
2228 const struct btf_func_model *
2229 bpf_jit_find_kfunc_model(const struct bpf_prog *prog,
2230                          const struct bpf_insn *insn)
2231 {
2232         const struct bpf_kfunc_desc desc = {
2233                 .imm = insn->imm,
2234         };
2235         const struct bpf_kfunc_desc *res;
2236         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2237
2238         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2239         res = bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2240                       sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_imm);
2241
2242         return res ? &res->func_model : NULL;
2243 }
2244
2245 static int add_subprog_and_kfunc(struct bpf_verifier_env *env)
2246 {
2247         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2248         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2249         int i, ret, insn_cnt = env->prog->len;
2250
2251         /* Add entry function. */
2252         ret = add_subprog(env, 0);
2253         if (ret)
2254                 return ret;
2255
2256         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
2257                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn) &&
2258                     !bpf_pseudo_kfunc_call(insn))
2259                         continue;
2260
2261                 if (!env->bpf_capable) {
2262                         verbose(env, "loading/calling other bpf or kernel functions are allowed for CAP_BPF and CAP_SYS_ADMIN\n");
2263                         return -EPERM;
2264                 }
2265
2266                 if (bpf_pseudo_func(insn) || bpf_pseudo_call(insn))
2267                         ret = add_subprog(env, i + insn->imm + 1);
2268                 else
2269                         ret = add_kfunc_call(env, insn->imm, insn->off);
2270
2271                 if (ret < 0)
2272                         return ret;
2273         }
2274
2275         /* Add a fake 'exit' subprog which could simplify subprog iteration
2276          * logic. 'subprog_cnt' should not be increased.
2277          */
2278         subprog[env->subprog_cnt].start = insn_cnt;
2279
2280         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
2281                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
2282                         verbose(env, "func#%d @%d\n", i, subprog[i].start);
2283
2284         return 0;
2285 }
2286
2287 static int check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
2288 {
2289         int i, subprog_start, subprog_end, off, cur_subprog = 0;
2290         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2291         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2292         int insn_cnt = env->prog->len;
2293
2294         /* now check that all jumps are within the same subprog */
2295         subprog_start = subprog[cur_subprog].start;
2296         subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2297         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
2298                 u8 code = insn[i].code;
2299
2300                 if (code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
2301                     insn[i].imm == BPF_FUNC_tail_call &&
2302                     insn[i].src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
2303                         subprog[cur_subprog].has_tail_call = true;
2304                 if (BPF_CLASS(code) == BPF_LD &&
2305                     (BPF_MODE(code) == BPF_ABS || BPF_MODE(code) == BPF_IND))
2306                         subprog[cur_subprog].has_ld_abs = true;
2307                 if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP && BPF_CLASS(code) != BPF_JMP32)
2308                         goto next;
2309                 if (BPF_OP(code) == BPF_EXIT || BPF_OP(code) == BPF_CALL)
2310                         goto next;
2311                 off = i + insn[i].off + 1;
2312                 if (off < subprog_start || off >= subprog_end) {
2313                         verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", i, off);
2314                         return -EINVAL;
2315                 }
2316 next:
2317                 if (i == subprog_end - 1) {
2318                         /* to avoid fall-through from one subprog into another
2319                          * the last insn of the subprog should be either exit
2320                          * or unconditional jump back
2321                          */
2322                         if (code != (BPF_JMP | BPF_EXIT) &&
2323                             code != (BPF_JMP | BPF_JA)) {
2324                                 verbose(env, "last insn is not an exit or jmp\n");
2325                                 return -EINVAL;
2326                         }
2327                         subprog_start = subprog_end;
2328                         cur_subprog++;
2329                         if (cur_subprog < env->subprog_cnt)
2330                                 subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2331                 }
2332         }
2333         return 0;
2334 }
2335
2336 /* Parentage chain of this register (or stack slot) should take care of all
2337  * issues like callee-saved registers, stack slot allocation time, etc.
2338  */
2339 static int mark_reg_read(struct bpf_verifier_env *env,
2340                          const struct bpf_reg_state *state,
2341                          struct bpf_reg_state *parent, u8 flag)
2342 {
2343         bool writes = parent == state->parent; /* Observe write marks */
2344         int cnt = 0;
2345
2346         while (parent) {
2347                 /* if read wasn't screened by an earlier write ... */
2348                 if (writes && state->live & REG_LIVE_WRITTEN)
2349                         break;
2350                 if (parent->live & REG_LIVE_DONE) {
2351                         verbose(env, "verifier BUG type %s var_off %lld off %d\n",
2352                                 reg_type_str(env, parent->type),
2353                                 parent->var_off.value, parent->off);
2354                         return -EFAULT;
2355                 }
2356                 /* The first condition is more likely to be true than the
2357                  * second, checked it first.
2358                  */
2359                 if ((parent->live & REG_LIVE_READ) == flag ||
2360                     parent->live & REG_LIVE_READ64)
2361                         /* The parentage chain never changes and
2362                          * this parent was already marked as LIVE_READ.
2363                          * There is no need to keep walking the chain again and
2364                          * keep re-marking all parents as LIVE_READ.
2365                          * This case happens when the same register is read
2366                          * multiple times without writes into it in-between.
2367                          * Also, if parent has the stronger REG_LIVE_READ64 set,
2368                          * then no need to set the weak REG_LIVE_READ32.
2369                          */
2370                         break;
2371                 /* ... then we depend on parent's value */
2372                 parent->live |= flag;
2373                 /* REG_LIVE_READ64 overrides REG_LIVE_READ32. */
2374                 if (flag == REG_LIVE_READ64)
2375                         parent->live &= ~REG_LIVE_READ32;
2376                 state = parent;
2377                 parent = state->parent;
2378                 writes = true;
2379                 cnt++;
2380         }
2381
2382         if (env->longest_mark_read_walk < cnt)
2383                 env->longest_mark_read_walk = cnt;
2384         return 0;
2385 }
2386
2387 /* This function is supposed to be used by the following 32-bit optimization
2388  * code only. It returns TRUE if the source or destination register operates
2389  * on 64-bit, otherwise return FALSE.
2390  */
2391 static bool is_reg64(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
2392                      u32 regno, struct bpf_reg_state *reg, enum reg_arg_type t)
2393 {
2394         u8 code, class, op;
2395
2396         code = insn->code;
2397         class = BPF_CLASS(code);
2398         op = BPF_OP(code);
2399         if (class == BPF_JMP) {
2400                 /* BPF_EXIT for "main" will reach here. Return TRUE
2401                  * conservatively.
2402                  */
2403                 if (op == BPF_EXIT)
2404                         return true;
2405                 if (op == BPF_CALL) {
2406                         /* BPF to BPF call will reach here because of marking
2407                          * caller saved clobber with DST_OP_NO_MARK for which we
2408                          * don't care the register def because they are anyway
2409                          * marked as NOT_INIT already.
2410                          */
2411                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
2412                                 return false;
2413                         /* Helper call will reach here because of arg type
2414                          * check, conservatively return TRUE.
2415                          */
2416                         if (t == SRC_OP)
2417                                 return true;
2418
2419                         return false;
2420                 }
2421         }
2422
2423         if (class == BPF_ALU64 || class == BPF_JMP ||
2424             /* BPF_END always use BPF_ALU class. */
2425             (class == BPF_ALU && op == BPF_END && insn->imm == 64))
2426                 return true;
2427
2428         if (class == BPF_ALU || class == BPF_JMP32)
2429                 return false;
2430
2431         if (class == BPF_LDX) {
2432                 if (t != SRC_OP)
2433                         return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
2434                 /* LDX source must be ptr. */
2435                 return true;
2436         }
2437
2438         if (class == BPF_STX) {
2439                 /* BPF_STX (including atomic variants) has multiple source
2440                  * operands, one of which is a ptr. Check whether the caller is
2441                  * asking about it.
2442                  */
2443                 if (t == SRC_OP && reg->type != SCALAR_VALUE)
2444                         return true;
2445                 return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
2446         }
2447
2448         if (class == BPF_LD) {
2449                 u8 mode = BPF_MODE(code);
2450
2451                 /* LD_IMM64 */
2452                 if (mode == BPF_IMM)
2453                         return true;
2454
2455                 /* Both LD_IND and LD_ABS return 32-bit data. */
2456                 if (t != SRC_OP)
2457                         return  false;
2458
2459                 /* Implicit ctx ptr. */
2460                 if (regno == BPF_REG_6)
2461                         return true;
2462
2463                 /* Explicit source could be any width. */
2464                 return true;
2465         }
2466
2467         if (class == BPF_ST)
2468                 /* The only source register for BPF_ST is a ptr. */
2469                 return true;
2470
2471         /* Conservatively return true at default. */
2472         return true;
2473 }
2474
2475 /* Return the regno defined by the insn, or -1. */
2476 static int insn_def_regno(const struct bpf_insn *insn)
2477 {
2478         switch (BPF_CLASS(insn->code)) {
2479         case BPF_JMP:
2480         case BPF_JMP32:
2481         case BPF_ST:
2482                 return -1;
2483         case BPF_STX:
2484                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
2485                     (insn->imm & BPF_FETCH)) {
2486                         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
2487                                 return BPF_REG_0;
2488                         else
2489                                 return insn->src_reg;
2490                 } else {
2491                         return -1;
2492                 }
2493         default:
2494                 return insn->dst_reg;
2495         }
2496 }
2497
2498 /* Return TRUE if INSN has defined any 32-bit value explicitly. */
2499 static bool insn_has_def32(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
2500 {
2501         int dst_reg = insn_def_regno(insn);
2502
2503         if (dst_reg == -1)
2504                 return false;
2505
2506         return !is_reg64(env, insn, dst_reg, NULL, DST_OP);
2507 }
2508
2509 static void mark_insn_zext(struct bpf_verifier_env *env,
2510                            struct bpf_reg_state *reg)
2511 {
2512         s32 def_idx = reg->subreg_def;
2513
2514         if (def_idx == DEF_NOT_SUBREG)
2515                 return;
2516
2517         env->insn_aux_data[def_idx - 1].zext_dst = true;
2518         /* The dst will be zero extended, so won't be sub-register anymore. */
2519         reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
2520 }
2521
2522 static int check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
2523                          enum reg_arg_type t)
2524 {
2525         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2526         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2527         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + env->insn_idx;
2528         struct bpf_reg_state *reg, *regs = state->regs;
2529         bool rw64;
2530
2531         if (regno >= MAX_BPF_REG) {
2532                 verbose(env, "R%d is invalid\n", regno);
2533                 return -EINVAL;
2534         }
2535
2536         mark_reg_scratched(env, regno);
2537
2538         reg = &regs[regno];
2539         rw64 = is_reg64(env, insn, regno, reg, t);
2540         if (t == SRC_OP) {
2541                 /* check whether register used as source operand can be read */
2542                 if (reg->type == NOT_INIT) {
2543                         verbose(env, "R%d !read_ok\n", regno);
2544                         return -EACCES;
2545                 }
2546                 /* We don't need to worry about FP liveness because it's read-only */
2547                 if (regno == BPF_REG_FP)
2548                         return 0;
2549
2550                 if (rw64)
2551                         mark_insn_zext(env, reg);
2552
2553                 return mark_reg_read(env, reg, reg->parent,
2554                                      rw64 ? REG_LIVE_READ64 : REG_LIVE_READ32);
2555         } else {
2556                 /* check whether register used as dest operand can be written to */
2557                 if (regno == BPF_REG_FP) {
2558                         verbose(env, "frame pointer is read only\n");
2559                         return -EACCES;
2560                 }
2561                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2562                 reg->subreg_def = rw64 ? DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
2563                 if (t == DST_OP)
2564                         mark_reg_unknown(env, regs, regno);
2565         }
2566         return 0;
2567 }
2568
2569 static void mark_jmp_point(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
2570 {
2571         env->insn_aux_data[idx].jmp_point = true;
2572 }
2573
2574 static bool is_jmp_point(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
2575 {
2576         return env->insn_aux_data[insn_idx].jmp_point;
2577 }
2578
2579 /* for any branch, call, exit record the history of jmps in the given state */
2580 static int push_jmp_history(struct bpf_verifier_env *env,
2581                             struct bpf_verifier_state *cur)
2582 {
2583         u32 cnt = cur->jmp_history_cnt;
2584         struct bpf_idx_pair *p;
2585         size_t alloc_size;
2586
2587         if (!is_jmp_point(env, env->insn_idx))
2588                 return 0;
2589
2590         cnt++;
2591         alloc_size = kmalloc_size_roundup(size_mul(cnt, sizeof(*p)));
2592         p = krealloc(cur->jmp_history, alloc_size, GFP_USER);
2593         if (!p)
2594                 return -ENOMEM;
2595         p[cnt - 1].idx = env->insn_idx;
2596         p[cnt - 1].prev_idx = env->prev_insn_idx;
2597         cur->jmp_history = p;
2598         cur->jmp_history_cnt = cnt;
2599         return 0;
2600 }
2601
2602 /* Backtrack one insn at a time. If idx is not at the top of recorded
2603  * history then previous instruction came from straight line execution.
2604  */
2605 static int get_prev_insn_idx(struct bpf_verifier_state *st, int i,
2606                              u32 *history)
2607 {
2608         u32 cnt = *history;
2609
2610         if (cnt && st->jmp_history[cnt - 1].idx == i) {
2611                 i = st->jmp_history[cnt - 1].prev_idx;
2612                 (*history)--;
2613         } else {
2614                 i--;
2615         }
2616         return i;
2617 }
2618
2619 static const char *disasm_kfunc_name(void *data, const struct bpf_insn *insn)
2620 {
2621         const struct btf_type *func;
2622         struct btf *desc_btf;
2623
2624         if (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
2625                 return NULL;
2626
2627         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(data, insn->off);
2628         if (IS_ERR(desc_btf))
2629                 return "<error>";
2630
2631         func = btf_type_by_id(desc_btf, insn->imm);
2632         return btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
2633 }
2634
2635 /* For given verifier state backtrack_insn() is called from the last insn to
2636  * the first insn. Its purpose is to compute a bitmask of registers and
2637  * stack slots that needs precision in the parent verifier state.
2638  */
2639 static int backtrack_insn(struct bpf_verifier_env *env, int idx,
2640                           u32 *reg_mask, u64 *stack_mask)
2641 {
2642         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
2643                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
2644                 .cb_print       = verbose,
2645                 .private_data   = env,
2646         };
2647         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + idx;
2648         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
2649         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
2650         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
2651         u32 dreg = 1u << insn->dst_reg;
2652         u32 sreg = 1u << insn->src_reg;
2653         u32 spi;
2654
2655         if (insn->code == 0)
2656                 return 0;
2657         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
2658                 verbose(env, "regs=%x stack=%llx before ", *reg_mask, *stack_mask);
2659                 verbose(env, "%d: ", idx);
2660                 print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
2661         }
2662
2663         if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
2664                 if (!(*reg_mask & dreg))
2665                         return 0;
2666                 if (opcode == BPF_MOV) {
2667                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
2668                                 /* dreg = sreg
2669                                  * dreg needs precision after this insn
2670                                  * sreg needs precision before this insn
2671                                  */
2672                                 *reg_mask &= ~dreg;
2673                                 *reg_mask |= sreg;
2674                         } else {
2675                                 /* dreg = K
2676                                  * dreg needs precision after this insn.
2677                                  * Corresponding register is already marked
2678                                  * as precise=true in this verifier state.
2679                                  * No further markings in parent are necessary
2680                                  */
2681                                 *reg_mask &= ~dreg;
2682                         }
2683                 } else {
2684                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
2685                                 /* dreg += sreg
2686                                  * both dreg and sreg need precision
2687                                  * before this insn
2688                                  */
2689                                 *reg_mask |= sreg;
2690                         } /* else dreg += K
2691                            * dreg still needs precision before this insn
2692                            */
2693                 }
2694         } else if (class == BPF_LDX) {
2695                 if (!(*reg_mask & dreg))
2696                         return 0;
2697                 *reg_mask &= ~dreg;
2698
2699                 /* scalars can only be spilled into stack w/o losing precision.
2700                  * Load from any other memory can be zero extended.
2701                  * The desire to keep that precision is already indicated
2702                  * by 'precise' mark in corresponding register of this state.
2703                  * No further tracking necessary.
2704                  */
2705                 if (insn->src_reg != BPF_REG_FP)
2706                         return 0;
2707
2708                 /* dreg = *(u64 *)[fp - off] was a fill from the stack.
2709                  * that [fp - off] slot contains scalar that needs to be
2710                  * tracked with precision
2711                  */
2712                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
2713                 if (spi >= 64) {
2714                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
2715                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
2716                         return -EFAULT;
2717                 }
2718                 *stack_mask |= 1ull << spi;
2719         } else if (class == BPF_STX || class == BPF_ST) {
2720                 if (*reg_mask & dreg)
2721                         /* stx & st shouldn't be using _scalar_ dst_reg
2722                          * to access memory. It means backtracking
2723                          * encountered a case of pointer subtraction.
2724                          */
2725                         return -ENOTSUPP;
2726                 /* scalars can only be spilled into stack */
2727                 if (insn->dst_reg != BPF_REG_FP)
2728                         return 0;
2729                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
2730                 if (spi >= 64) {
2731                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
2732                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
2733                         return -EFAULT;
2734                 }
2735                 if (!(*stack_mask & (1ull << spi)))
2736                         return 0;
2737                 *stack_mask &= ~(1ull << spi);
2738                 if (class == BPF_STX)
2739                         *reg_mask |= sreg;
2740         } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
2741                 if (opcode == BPF_CALL) {
2742                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
2743                                 return -ENOTSUPP;
2744                         /* BPF helpers that invoke callback subprogs are
2745                          * equivalent to BPF_PSEUDO_CALL above
2746                          */
2747                         if (insn->src_reg == 0 && is_callback_calling_function(insn->imm))
2748                                 return -ENOTSUPP;
2749                         /* regular helper call sets R0 */
2750                         *reg_mask &= ~1;
2751                         if (*reg_mask & 0x3f) {
2752                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
2753                                  * they should have been found already.
2754                                  */
2755                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", *reg_mask);
2756                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
2757                                 return -EFAULT;
2758                         }
2759                 } else if (opcode == BPF_EXIT) {
2760                         return -ENOTSUPP;
2761                 }
2762         } else if (class == BPF_LD) {
2763                 if (!(*reg_mask & dreg))
2764                         return 0;
2765                 *reg_mask &= ~dreg;
2766                 /* It's ld_imm64 or ld_abs or ld_ind.
2767                  * For ld_imm64 no further tracking of precision
2768                  * into parent is necessary
2769                  */
2770                 if (mode == BPF_IND || mode == BPF_ABS)
2771                         /* to be analyzed */
2772                         return -ENOTSUPP;
2773         }
2774         return 0;
2775 }
2776
2777 /* the scalar precision tracking algorithm:
2778  * . at the start all registers have precise=false.
2779  * . scalar ranges are tracked as normal through alu and jmp insns.
2780  * . once precise value of the scalar register is used in:
2781  *   .  ptr + scalar alu
2782  *   . if (scalar cond K|scalar)
2783  *   .  helper_call(.., scalar, ...) where ARG_CONST is expected
2784  *   backtrack through the verifier states and mark all registers and
2785  *   stack slots with spilled constants that these scalar regisers
2786  *   should be precise.
2787  * . during state pruning two registers (or spilled stack slots)
2788  *   are equivalent if both are not precise.
2789  *
2790  * Note the verifier cannot simply walk register parentage chain,
2791  * since many different registers and stack slots could have been
2792  * used to compute single precise scalar.
2793  *
2794  * The approach of starting with precise=true for all registers and then
2795  * backtrack to mark a register as not precise when the verifier detects
2796  * that program doesn't care about specific value (e.g., when helper
2797  * takes register as ARG_ANYTHING parameter) is not safe.
2798  *
2799  * It's ok to walk single parentage chain of the verifier states.
2800  * It's possible that this backtracking will go all the way till 1st insn.
2801  * All other branches will be explored for needing precision later.
2802  *
2803  * The backtracking needs to deal with cases like:
2804  *   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)
2805  * r9 -= r8
2806  * r5 = r9
2807  * if r5 > 0x79f goto pc+7
2808  *    R5_w=inv(id=0,umax_value=1951,var_off=(0x0; 0x7ff))
2809  * r5 += 1
2810  * ...
2811  * call bpf_perf_event_output#25
2812  *   where .arg5_type = ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO
2813  *
2814  * and this case:
2815  * r6 = 1
2816  * call foo // uses callee's r6 inside to compute r0
2817  * r0 += r6
2818  * if r0 == 0 goto
2819  *
2820  * to track above reg_mask/stack_mask needs to be independent for each frame.
2821  *
2822  * Also if parent's curframe > frame where backtracking started,
2823  * the verifier need to mark registers in both frames, otherwise callees
2824  * may incorrectly prune callers. This is similar to
2825  * commit 7640ead93924 ("bpf: verifier: make sure callees don't prune with caller differences")
2826  *
2827  * For now backtracking falls back into conservative marking.
2828  */
2829 static void mark_all_scalars_precise(struct bpf_verifier_env *env,
2830                                      struct bpf_verifier_state *st)
2831 {
2832         struct bpf_func_state *func;
2833         struct bpf_reg_state *reg;
2834         int i, j;
2835
2836         /* big hammer: mark all scalars precise in this path.
2837          * pop_stack may still get !precise scalars.
2838          * We also skip current state and go straight to first parent state,
2839          * because precision markings in current non-checkpointed state are
2840          * not needed. See why in the comment in __mark_chain_precision below.
2841          */
2842         for (st = st->parent; st; st = st->parent) {
2843                 for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
2844                         func = st->frame[i];
2845                         for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
2846                                 reg = &func->regs[j];
2847                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
2848                                         continue;
2849                                 reg->precise = true;
2850                         }
2851                         for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
2852                                 if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
2853                                         continue;
2854                                 reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
2855                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
2856                                         continue;
2857                                 reg->precise = true;
2858                         }
2859                 }
2860         }
2861 }
2862
2863 static void mark_all_scalars_imprecise(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
2864 {
2865         struct bpf_func_state *func;
2866         struct bpf_reg_state *reg;
2867         int i, j;
2868
2869         for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
2870                 func = st->frame[i];
2871                 for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
2872                         reg = &func->regs[j];
2873                         if (reg->type != SCALAR_VALUE)
2874                                 continue;
2875                         reg->precise = false;
2876                 }
2877                 for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
2878                         if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
2879                                 continue;
2880                         reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
2881                         if (reg->type != SCALAR_VALUE)
2882                                 continue;
2883                         reg->precise = false;
2884                 }
2885         }
2886 }
2887
2888 /*
2889  * __mark_chain_precision() backtracks BPF program instruction sequence and
2890  * chain of verifier states making sure that register *regno* (if regno >= 0)
2891  * and/or stack slot *spi* (if spi >= 0) are marked as precisely tracked
2892  * SCALARS, as well as any other registers and slots that contribute to
2893  * a tracked state of given registers/stack slots, depending on specific BPF
2894  * assembly instructions (see backtrack_insns() for exact instruction handling
2895  * logic). This backtracking relies on recorded jmp_history and is able to
2896  * traverse entire chain of parent states. This process ends only when all the
2897  * necessary registers/slots and their transitive dependencies are marked as
2898  * precise.
2899  *
2900  * One important and subtle aspect is that precise marks *do not matter* in
2901  * the currently verified state (current state). It is important to understand
2902  * why this is the case.
2903  *
2904  * First, note that current state is the state that is not yet "checkpointed",
2905  * i.e., it is not yet put into env->explored_states, and it has no children
2906  * states as well. It's ephemeral, and can end up either a) being discarded if
2907  * compatible explored state is found at some point or BPF_EXIT instruction is
2908  * reached or b) checkpointed and put into env->explored_states, branching out
2909  * into one or more children states.
2910  *
2911  * In the former case, precise markings in current state are completely
2912  * ignored by state comparison code (see regsafe() for details). Only
2913  * checkpointed ("old") state precise markings are important, and if old
2914  * state's register/slot is precise, regsafe() assumes current state's
2915  * register/slot as precise and checks value ranges exactly and precisely. If
2916  * states turn out to be compatible, current state's necessary precise
2917  * markings and any required parent states' precise markings are enforced
2918  * after the fact with propagate_precision() logic, after the fact. But it's
2919  * important to realize that in this case, even after marking current state
2920  * registers/slots as precise, we immediately discard current state. So what
2921  * actually matters is any of the precise markings propagated into current
2922  * state's parent states, which are always checkpointed (due to b) case above).
2923  * As such, for scenario a) it doesn't matter if current state has precise
2924  * markings set or not.
2925  *
2926  * Now, for the scenario b), checkpointing and forking into child(ren)
2927  * state(s). Note that before current state gets to checkpointing step, any
2928  * processed instruction always assumes precise SCALAR register/slot
2929  * knowledge: if precise value or range is useful to prune jump branch, BPF
2930  * verifier takes this opportunity enthusiastically. Similarly, when
2931  * register's value is used to calculate offset or memory address, exact
2932  * knowledge of SCALAR range is assumed, checked, and enforced. So, similar to
2933  * what we mentioned above about state comparison ignoring precise markings
2934  * during state comparison, BPF verifier ignores and also assumes precise
2935  * markings *at will* during instruction verification process. But as verifier
2936  * assumes precision, it also propagates any precision dependencies across
2937  * parent states, which are not yet finalized, so can be further restricted
2938  * based on new knowledge gained from restrictions enforced by their children
2939  * states. This is so that once those parent states are finalized, i.e., when
2940  * they have no more active children state, state comparison logic in
2941  * is_state_visited() would enforce strict and precise SCALAR ranges, if
2942  * required for correctness.
2943  *
2944  * To build a bit more intuition, note also that once a state is checkpointed,
2945  * the path we took to get to that state is not important. This is crucial
2946  * property for state pruning. When state is checkpointed and finalized at
2947  * some instruction index, it can be correctly and safely used to "short
2948  * circuit" any *compatible* state that reaches exactly the same instruction
2949  * index. I.e., if we jumped to that instruction from a completely different
2950  * code path than original finalized state was derived from, it doesn't
2951  * matter, current state can be discarded because from that instruction
2952  * forward having a compatible state will ensure we will safely reach the
2953  * exit. States describe preconditions for further exploration, but completely
2954  * forget the history of how we got here.
2955  *
2956  * This also means that even if we needed precise SCALAR range to get to
2957  * finalized state, but from that point forward *that same* SCALAR register is
2958  * never used in a precise context (i.e., it's precise value is not needed for
2959  * correctness), it's correct and safe to mark such register as "imprecise"
2960  * (i.e., precise marking set to false). This is what we rely on when we do
2961  * not set precise marking in current state. If no child state requires
2962  * precision for any given SCALAR register, it's safe to dictate that it can
2963  * be imprecise. If any child state does require this register to be precise,
2964  * we'll mark it precise later retroactively during precise markings
2965  * propagation from child state to parent states.
2966  *
2967  * Skipping precise marking setting in current state is a mild version of
2968  * relying on the above observation. But we can utilize this property even
2969  * more aggressively by proactively forgetting any precise marking in the
2970  * current state (which we inherited from the parent state), right before we
2971  * checkpoint it and branch off into new child state. This is done by
2972  * mark_all_scalars_imprecise() to hopefully get more permissive and generic
2973  * finalized states which help in short circuiting more future states.
2974  */
2975 static int __mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int frame, int regno,
2976                                   int spi)
2977 {
2978         struct bpf_verifier_state *st = env->cur_state;
2979         int first_idx = st->first_insn_idx;
2980         int last_idx = env->insn_idx;
2981         struct bpf_func_state *func;
2982         struct bpf_reg_state *reg;
2983         u32 reg_mask = regno >= 0 ? 1u << regno : 0;
2984         u64 stack_mask = spi >= 0 ? 1ull << spi : 0;
2985         bool skip_first = true;
2986         bool new_marks = false;
2987         int i, err;
2988
2989         if (!env->bpf_capable)
2990                 return 0;
2991
2992         /* Do sanity checks against current state of register and/or stack
2993          * slot, but don't set precise flag in current state, as precision
2994          * tracking in the current state is unnecessary.
2995          */
2996         func = st->frame[frame];
2997         if (regno >= 0) {
2998                 reg = &func->regs[regno];
2999                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
3000                         WARN_ONCE(1, "backtracing misuse");
3001                         return -EFAULT;
3002                 }
3003                 new_marks = true;
3004         }
3005
3006         while (spi >= 0) {
3007                 if (!is_spilled_reg(&func->stack[spi])) {
3008                         stack_mask = 0;
3009                         break;
3010                 }
3011                 reg = &func->stack[spi].spilled_ptr;
3012                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
3013                         stack_mask = 0;
3014                         break;
3015                 }
3016                 new_marks = true;
3017                 break;
3018         }
3019
3020         if (!new_marks)
3021                 return 0;
3022         if (!reg_mask && !stack_mask)
3023                 return 0;
3024
3025         for (;;) {
3026                 DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3027                 u32 history = st->jmp_history_cnt;
3028
3029                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
3030                         verbose(env, "last_idx %d first_idx %d\n", last_idx, first_idx);
3031
3032                 if (last_idx < 0) {
3033                         /* we are at the entry into subprog, which
3034                          * is expected for global funcs, but only if
3035                          * requested precise registers are R1-R5
3036                          * (which are global func's input arguments)
3037                          */
3038                         if (st->curframe == 0 &&
3039                             st->frame[0]->subprogno > 0 &&
3040                             st->frame[0]->callsite == BPF_MAIN_FUNC &&
3041                             stack_mask == 0 && (reg_mask & ~0x3e) == 0) {
3042                                 bitmap_from_u64(mask, reg_mask);
3043                                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
3044                                         reg = &st->frame[0]->regs[i];
3045                                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
3046                                                 reg_mask &= ~(1u << i);
3047                                                 continue;
3048                                         }
3049                                         reg->precise = true;
3050                                 }
3051                                 return 0;
3052                         }
3053
3054                         verbose(env, "BUG backtracing func entry subprog %d reg_mask %x stack_mask %llx\n",
3055                                 st->frame[0]->subprogno, reg_mask, stack_mask);
3056                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3057                         return -EFAULT;
3058                 }
3059
3060                 for (i = last_idx;;) {
3061                         if (skip_first) {
3062                                 err = 0;
3063                                 skip_first = false;
3064                         } else {
3065                                 err = backtrack_insn(env, i, &reg_mask, &stack_mask);
3066                         }
3067                         if (err == -ENOTSUPP) {
3068                                 mark_all_scalars_precise(env, st);
3069                                 return 0;
3070                         } else if (err) {
3071                                 return err;
3072                         }
3073                         if (!reg_mask && !stack_mask)
3074                                 /* Found assignment(s) into tracked register in this state.
3075                                  * Since this state is already marked, just return.
3076                                  * Nothing to be tracked further in the parent state.
3077                                  */
3078                                 return 0;
3079                         if (i == first_idx)
3080                                 break;
3081                         i = get_prev_insn_idx(st, i, &history);
3082                         if (i >= env->prog->len) {
3083                                 /* This can happen if backtracking reached insn 0
3084                                  * and there are still reg_mask or stack_mask
3085                                  * to backtrack.
3086                                  * It means the backtracking missed the spot where
3087                                  * particular register was initialized with a constant.
3088                                  */
3089                                 verbose(env, "BUG backtracking idx %d\n", i);
3090                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3091                                 return -EFAULT;
3092                         }
3093                 }
3094                 st = st->parent;
3095                 if (!st)
3096                         break;
3097
3098                 new_marks = false;
3099                 func = st->frame[frame];
3100                 bitmap_from_u64(mask, reg_mask);
3101                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
3102                         reg = &func->regs[i];
3103                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
3104                                 reg_mask &= ~(1u << i);
3105                                 continue;
3106                         }
3107                         if (!reg->precise)
3108                                 new_marks = true;
3109                         reg->precise = true;
3110                 }
3111
3112                 bitmap_from_u64(mask, stack_mask);
3113                 for_each_set_bit(i, mask, 64) {
3114                         if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE) {
3115                                 /* the sequence of instructions:
3116                                  * 2: (bf) r3 = r10
3117                                  * 3: (7b) *(u64 *)(r3 -8) = r0
3118                                  * 4: (79) r4 = *(u64 *)(r10 -8)
3119                                  * doesn't contain jmps. It's backtracked
3120                                  * as a single block.
3121                                  * During backtracking insn 3 is not recognized as
3122                                  * stack access, so at the end of backtracking
3123                                  * stack slot fp-8 is still marked in stack_mask.
3124                                  * However the parent state may not have accessed
3125                                  * fp-8 and it's "unallocated" stack space.
3126                                  * In such case fallback to conservative.
3127                                  */
3128                                 mark_all_scalars_precise(env, st);
3129                                 return 0;
3130                         }
3131
3132                         if (!is_spilled_reg(&func->stack[i])) {
3133                                 stack_mask &= ~(1ull << i);
3134                                 continue;
3135                         }
3136                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
3137                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
3138                                 stack_mask &= ~(1ull << i);
3139                                 continue;
3140                         }
3141                         if (!reg->precise)
3142                                 new_marks = true;
3143                         reg->precise = true;
3144                 }
3145                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3146                         verbose(env, "parent %s regs=%x stack=%llx marks:",
3147                                 new_marks ? "didn't have" : "already had",
3148                                 reg_mask, stack_mask);
3149                         print_verifier_state(env, func, true);
3150                 }
3151
3152                 if (!reg_mask && !stack_mask)
3153                         break;
3154                 if (!new_marks)
3155                         break;
3156
3157                 last_idx = st->last_insn_idx;
3158                 first_idx = st->first_insn_idx;
3159         }
3160         return 0;
3161 }
3162
3163 int mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
3164 {
3165         return __mark_chain_precision(env, env->cur_state->curframe, regno, -1);
3166 }
3167
3168 static int mark_chain_precision_frame(struct bpf_verifier_env *env, int frame, int regno)
3169 {
3170         return __mark_chain_precision(env, frame, regno, -1);
3171 }
3172
3173 static int mark_chain_precision_stack_frame(struct bpf_verifier_env *env, int frame, int spi)
3174 {
3175         return __mark_chain_precision(env, frame, -1, spi);
3176 }
3177
3178 static bool is_spillable_regtype(enum bpf_reg_type type)
3179 {
3180         switch (base_type(type)) {
3181         case PTR_TO_MAP_VALUE:
3182         case PTR_TO_STACK:
3183         case PTR_TO_CTX:
3184         case PTR_TO_PACKET:
3185         case PTR_TO_PACKET_META:
3186         case PTR_TO_PACKET_END:
3187         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
3188         case CONST_PTR_TO_MAP:
3189         case PTR_TO_SOCKET:
3190         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
3191         case PTR_TO_TCP_SOCK:
3192         case PTR_TO_XDP_SOCK:
3193         case PTR_TO_BTF_ID:
3194         case PTR_TO_BUF:
3195         case PTR_TO_MEM:
3196         case PTR_TO_FUNC:
3197         case PTR_TO_MAP_KEY:
3198                 return true;
3199         default:
3200                 return false;
3201         }
3202 }
3203
3204 /* Does this register contain a constant zero? */
3205 static bool register_is_null(struct bpf_reg_state *reg)
3206 {
3207         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
3208 }
3209
3210 static bool register_is_const(struct bpf_reg_state *reg)
3211 {
3212         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off);
3213 }
3214
3215 static bool __is_scalar_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
3216 {
3217         return tnum_is_unknown(reg->var_off) &&
3218                reg->smin_value == S64_MIN && reg->smax_value == S64_MAX &&
3219                reg->umin_value == 0 && reg->umax_value == U64_MAX &&
3220                reg->s32_min_value == S32_MIN && reg->s32_max_value == S32_MAX &&
3221                reg->u32_min_value == 0 && reg->u32_max_value == U32_MAX;
3222 }
3223
3224 static bool register_is_bounded(struct bpf_reg_state *reg)
3225 {
3226         return reg->type == SCALAR_VALUE && !__is_scalar_unbounded(reg);
3227 }
3228
3229 static bool __is_pointer_value(bool allow_ptr_leaks,
3230                                const struct bpf_reg_state *reg)
3231 {
3232         if (allow_ptr_leaks)
3233                 return false;
3234
3235         return reg->type != SCALAR_VALUE;
3236 }
3237
3238 static void save_register_state(struct bpf_func_state *state,
3239                                 int spi, struct bpf_reg_state *reg,
3240                                 int size)
3241 {
3242         int i;
3243
3244         state->stack[spi].spilled_ptr = *reg;
3245         if (size == BPF_REG_SIZE)
3246                 state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3247
3248         for (i = BPF_REG_SIZE; i > BPF_REG_SIZE - size; i--)
3249                 state->stack[spi].slot_type[i - 1] = STACK_SPILL;
3250
3251         /* size < 8 bytes spill */
3252         for (; i; i--)
3253                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i - 1]);
3254 }
3255
3256 /* check_stack_{read,write}_fixed_off functions track spill/fill of registers,
3257  * stack boundary and alignment are checked in check_mem_access()
3258  */
3259 static int check_stack_write_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
3260                                        /* stack frame we're writing to */
3261                                        struct bpf_func_state *state,
3262                                        int off, int size, int value_regno,
3263                                        int insn_idx)
3264 {
3265         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
3266         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE, err;
3267         u32 dst_reg = env->prog->insnsi[insn_idx].dst_reg;
3268         struct bpf_reg_state *reg = NULL;
3269
3270         err = grow_stack_state(state, round_up(slot + 1, BPF_REG_SIZE));
3271         if (err)
3272                 return err;
3273         /* caller checked that off % size == 0 and -MAX_BPF_STACK <= off < 0,
3274          * so it's aligned access and [off, off + size) are within stack limits
3275          */
3276         if (!env->allow_ptr_leaks &&
3277             state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
3278             size != BPF_REG_SIZE) {
3279                 verbose(env, "attempt to corrupt spilled pointer on stack\n");
3280                 return -EACCES;
3281         }
3282
3283         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
3284         if (value_regno >= 0)
3285                 reg = &cur->regs[value_regno];
3286         if (!env->bypass_spec_v4) {
3287                 bool sanitize = reg && is_spillable_regtype(reg->type);
3288
3289                 for (i = 0; i < size; i++) {
3290                         if (state->stack[spi].slot_type[i] == STACK_INVALID) {
3291                                 sanitize = true;
3292                                 break;
3293                         }
3294                 }
3295
3296                 if (sanitize)
3297                         env->insn_aux_data[insn_idx].sanitize_stack_spill = true;
3298         }
3299
3300         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
3301         if (reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && register_is_bounded(reg) &&
3302             !register_is_null(reg) && env->bpf_capable) {
3303                 if (dst_reg != BPF_REG_FP) {
3304                         /* The backtracking logic can only recognize explicit
3305                          * stack slot address like [fp - 8]. Other spill of
3306                          * scalar via different register has to be conservative.
3307                          * Backtrack from here and mark all registers as precise
3308                          * that contributed into 'reg' being a constant.
3309                          */
3310                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
3311                         if (err)
3312                                 return err;
3313                 }
3314                 save_register_state(state, spi, reg, size);
3315         } else if (reg && is_spillable_regtype(reg->type)) {
3316                 /* register containing pointer is being spilled into stack */
3317                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
3318                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
3319                         verbose(env, "invalid size of register spill\n");
3320                         return -EACCES;
3321                 }
3322                 if (state != cur && reg->type == PTR_TO_STACK) {
3323                         verbose(env, "cannot spill pointers to stack into stack frame of the caller\n");
3324                         return -EINVAL;
3325                 }
3326                 save_register_state(state, spi, reg, size);
3327         } else {
3328                 u8 type = STACK_MISC;
3329
3330                 /* regular write of data into stack destroys any spilled ptr */
3331                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
3332                 /* Mark slots as STACK_MISC if they belonged to spilled ptr. */
3333                 if (is_spilled_reg(&state->stack[spi]))
3334                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
3335                                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i]);
3336
3337                 /* only mark the slot as written if all 8 bytes were written
3338                  * otherwise read propagation may incorrectly stop too soon
3339                  * when stack slots are partially written.
3340                  * This heuristic means that read propagation will be
3341                  * conservative, since it will add reg_live_read marks
3342                  * to stack slots all the way to first state when programs
3343                  * writes+reads less than 8 bytes
3344                  */
3345                 if (size == BPF_REG_SIZE)
3346                         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3347
3348                 /* when we zero initialize stack slots mark them as such */
3349                 if (reg && register_is_null(reg)) {
3350                         /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
3351                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
3352                         if (err)
3353                                 return err;
3354                         type = STACK_ZERO;
3355                 }
3356
3357                 /* Mark slots affected by this stack write. */
3358                 for (i = 0; i < size; i++)
3359                         state->stack[spi].slot_type[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] =
3360                                 type;
3361         }
3362         return 0;
3363 }
3364
3365 /* Write the stack: 'stack[ptr_regno + off] = value_regno'. 'ptr_regno' is
3366  * known to contain a variable offset.
3367  * This function checks whether the write is permitted and conservatively
3368  * tracks the effects of the write, considering that each stack slot in the
3369  * dynamic range is potentially written to.
3370  *
3371  * 'off' includes 'regno->off'.
3372  * 'value_regno' can be -1, meaning that an unknown value is being written to
3373  * the stack.
3374  *
3375  * Spilled pointers in range are not marked as written because we don't know
3376  * what's going to be actually written. This means that read propagation for
3377  * future reads cannot be terminated by this write.
3378  *
3379  * For privileged programs, uninitialized stack slots are considered
3380  * initialized by this write (even though we don't know exactly what offsets
3381  * are going to be written to). The idea is that we don't want the verifier to
3382  * reject future reads that access slots written to through variable offsets.
3383  */
3384 static int check_stack_write_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
3385                                      /* func where register points to */
3386                                      struct bpf_func_state *state,
3387                                      int ptr_regno, int off, int size,
3388                                      int value_regno, int insn_idx)
3389 {
3390         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
3391         int min_off, max_off;
3392         int i, err;
3393         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, *value_reg = NULL;
3394         bool writing_zero = false;
3395         /* set if the fact that we're writing a zero is used to let any
3396          * stack slots remain STACK_ZERO
3397          */
3398         bool zero_used = false;
3399
3400         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
3401         ptr_reg = &cur->regs[ptr_regno];
3402         min_off = ptr_reg->smin_value + off;
3403         max_off = ptr_reg->smax_value + off + size;
3404         if (value_regno >= 0)
3405                 value_reg = &cur->regs[value_regno];
3406         if (value_reg && register_is_null(value_reg))
3407                 writing_zero = true;
3408
3409         err = grow_stack_state(state, round_up(-min_off, BPF_REG_SIZE));
3410         if (err)
3411                 return err;
3412
3413
3414         /* Variable offset writes destroy any spilled pointers in range. */
3415         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
3416                 u8 new_type, *stype;
3417                 int slot, spi;
3418
3419                 slot = -i - 1;
3420                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
3421                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
3422                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
3423
3424                 if (!env->allow_ptr_leaks && *stype != STACK_MISC && *stype != STACK_ZERO) {
3425                         /* Reject the write if range we may write to has not
3426                          * been initialized beforehand. If we didn't reject
3427                          * here, the ptr status would be erased below (even
3428                          * though not all slots are actually overwritten),
3429                          * possibly opening the door to leaks.
3430                          *
3431                          * We do however catch STACK_INVALID case below, and
3432                          * only allow reading possibly uninitialized memory
3433                          * later for CAP_PERFMON, as the write may not happen to
3434                          * that slot.
3435                          */
3436                         verbose(env, "spilled ptr in range of var-offset stack write; insn %d, ptr off: %d",
3437                                 insn_idx, i);
3438                         return -EINVAL;
3439                 }
3440
3441                 /* Erase all spilled pointers. */
3442                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
3443
3444                 /* Update the slot type. */
3445                 new_type = STACK_MISC;
3446                 if (writing_zero && *stype == STACK_ZERO) {
3447                         new_type = STACK_ZERO;
3448                         zero_used = true;
3449                 }
3450                 /* If the slot is STACK_INVALID, we check whether it's OK to
3451                  * pretend that it will be initialized by this write. The slot
3452                  * might not actually be written to, and so if we mark it as
3453                  * initialized future reads might leak uninitialized memory.
3454                  * For privileged programs, we will accept such reads to slots
3455                  * that may or may not be written because, if we're reject
3456                  * them, the error would be too confusing.
3457                  */
3458                 if (*stype == STACK_INVALID && !env->allow_uninit_stack) {
3459                         verbose(env, "uninit stack in range of var-offset write prohibited for !root; insn %d, off: %d",
3460                                         insn_idx, i);
3461                         return -EINVAL;
3462                 }
3463                 *stype = new_type;
3464         }
3465         if (zero_used) {
3466                 /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
3467                 err = mark_chain_precision(env, value_regno);
3468                 if (err)
3469                         return err;
3470         }
3471         return 0;
3472 }
3473
3474 /* When register 'dst_regno' is assigned some values from stack[min_off,
3475  * max_off), we set the register's type according to the types of the
3476  * respective stack slots. If all the stack values are known to be zeros, then
3477  * so is the destination reg. Otherwise, the register is considered to be
3478  * SCALAR. This function does not deal with register filling; the caller must
3479  * ensure that all spilled registers in the stack range have been marked as
3480  * read.
3481  */
3482 static void mark_reg_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
3483                                 /* func where src register points to */
3484                                 struct bpf_func_state *ptr_state,
3485                                 int min_off, int max_off, int dst_regno)
3486 {
3487         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3488         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3489         int i, slot, spi;
3490         u8 *stype;
3491         int zeros = 0;
3492
3493         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
3494                 slot = -i - 1;
3495                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
3496                 stype = ptr_state->stack[spi].slot_type;
3497                 if (stype[slot % BPF_REG_SIZE] != STACK_ZERO)
3498                         break;
3499                 zeros++;
3500         }
3501         if (zeros == max_off - min_off) {
3502                 /* any access_size read into register is zero extended,
3503                  * so the whole register == const_zero
3504                  */
3505                 __mark_reg_const_zero(&state->regs[dst_regno]);
3506                 /* backtracking doesn't support STACK_ZERO yet,
3507                  * so mark it precise here, so that later
3508                  * backtracking can stop here.
3509                  * Backtracking may not need this if this register
3510                  * doesn't participate in pointer adjustment.
3511                  * Forward propagation of precise flag is not
3512                  * necessary either. This mark is only to stop
3513                  * backtracking. Any register that contributed
3514                  * to const 0 was marked precise before spill.
3515                  */
3516                 state->regs[dst_regno].precise = true;
3517         } else {
3518                 /* have read misc data from the stack */
3519                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
3520         }
3521         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3522 }
3523
3524 /* Read the stack at 'off' and put the results into the register indicated by
3525  * 'dst_regno'. It handles reg filling if the addressed stack slot is a
3526  * spilled reg.
3527  *
3528  * 'dst_regno' can be -1, meaning that the read value is not going to a
3529  * register.
3530  *
3531  * The access is assumed to be within the current stack bounds.
3532  */
3533 static int check_stack_read_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
3534                                       /* func where src register points to */
3535                                       struct bpf_func_state *reg_state,
3536                                       int off, int size, int dst_regno)
3537 {
3538         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3539         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3540         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE;
3541         struct bpf_reg_state *reg;
3542         u8 *stype, type;
3543
3544         stype = reg_state->stack[spi].slot_type;
3545         reg = &reg_state->stack[spi].spilled_ptr;
3546
3547         if (is_spilled_reg(&reg_state->stack[spi])) {
3548                 u8 spill_size = 1;
3549
3550                 for (i = BPF_REG_SIZE - 1; i > 0 && stype[i - 1] == STACK_SPILL; i--)
3551                         spill_size++;
3552
3553                 if (size != BPF_REG_SIZE || spill_size != BPF_REG_SIZE) {
3554                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
3555                                 verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
3556                                 verbose(env, "invalid size of register fill\n");
3557                                 return -EACCES;
3558                         }
3559
3560                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
3561                         if (dst_regno < 0)
3562                                 return 0;
3563
3564                         if (!(off % BPF_REG_SIZE) && size == spill_size) {
3565                                 /* The earlier check_reg_arg() has decided the
3566                                  * subreg_def for this insn.  Save it first.
3567                                  */
3568                                 s32 subreg_def = state->regs[dst_regno].subreg_def;
3569
3570                                 state->regs[dst_regno] = *reg;
3571                                 state->regs[dst_regno].subreg_def = subreg_def;
3572                         } else {
3573                                 for (i = 0; i < size; i++) {
3574                                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
3575                                         if (type == STACK_SPILL)
3576                                                 continue;
3577                                         if (type == STACK_MISC)
3578                                                 continue;
3579                                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
3580                                                 off, i, size);
3581                                         return -EACCES;
3582                                 }
3583                                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
3584                         }
3585                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3586                         return 0;
3587                 }
3588
3589                 if (dst_regno >= 0) {
3590                         /* restore register state from stack */
3591                         state->regs[dst_regno] = *reg;
3592                         /* mark reg as written since spilled pointer state likely
3593                          * has its liveness marks cleared by is_state_visited()
3594                          * which resets stack/reg liveness for state transitions
3595                          */
3596                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3597                 } else if (__is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg)) {
3598                         /* If dst_regno==-1, the caller is asking us whether
3599                          * it is acceptable to use this value as a SCALAR_VALUE
3600                          * (e.g. for XADD).
3601                          * We must not allow unprivileged callers to do that
3602                          * with spilled pointers.
3603                          */
3604                         verbose(env, "leaking pointer from stack off %d\n",
3605                                 off);
3606                         return -EACCES;
3607                 }
3608                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
3609         } else {
3610                 for (i = 0; i < size; i++) {
3611                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
3612                         if (type == STACK_MISC)
3613                                 continue;
3614                         if (type == STACK_ZERO)
3615                                 continue;
3616                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
3617                                 off, i, size);
3618                         return -EACCES;
3619                 }
3620                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
3621                 if (dst_regno >= 0)
3622                         mark_reg_stack_read(env, reg_state, off, off + size, dst_regno);
3623         }
3624         return 0;
3625 }
3626
3627 enum bpf_access_src {
3628         ACCESS_DIRECT = 1,  /* the access is performed by an instruction */
3629         ACCESS_HELPER = 2,  /* the access is performed by a helper */
3630 };
3631
3632 static int check_stack_range_initialized(struct bpf_verifier_env *env,
3633                                          int regno, int off, int access_size,
3634                                          bool zero_size_allowed,
3635                                          enum bpf_access_src type,
3636                                          struct bpf_call_arg_meta *meta);
3637
3638 static struct bpf_reg_state *reg_state(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
3639 {
3640         return cur_regs(env) + regno;
3641 }
3642
3643 /* Read the stack at 'ptr_regno + off' and put the result into the register
3644  * 'dst_regno'.
3645  * 'off' includes the pointer register's fixed offset(i.e. 'ptr_regno.off'),
3646  * but not its variable offset.
3647  * 'size' is assumed to be <= reg size and the access is assumed to be aligned.
3648  *
3649  * As opposed to check_stack_read_fixed_off, this function doesn't deal with
3650  * filling registers (i.e. reads of spilled register cannot be detected when
3651  * the offset is not fixed). We conservatively mark 'dst_regno' as containing
3652  * SCALAR_VALUE. That's why we assert that the 'ptr_regno' has a variable
3653  * offset; for a fixed offset check_stack_read_fixed_off should be used
3654  * instead.
3655  */
3656 static int check_stack_read_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
3657                                     int ptr_regno, int off, int size, int dst_regno)
3658 {
3659         /* The state of the source register. */
3660         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
3661         struct bpf_func_state *ptr_state = func(env, reg);
3662         int err;
3663         int min_off, max_off;
3664
3665         /* Note that we pass a NULL meta, so raw access will not be permitted.
3666          */
3667         err = check_stack_range_initialized(env, ptr_regno, off, size,
3668                                             false, ACCESS_DIRECT, NULL);
3669         if (err)
3670                 return err;
3671
3672         min_off = reg->smin_value + off;
3673         max_off = reg->smax_value + off;
3674         mark_reg_stack_read(env, ptr_state, min_off, max_off + size, dst_regno);
3675         return 0;
3676 }
3677
3678 /* check_stack_read dispatches to check_stack_read_fixed_off or
3679  * check_stack_read_var_off.
3680  *
3681  * The caller must ensure that the offset falls within the allocated stack
3682  * bounds.
3683  *
3684  * 'dst_regno' is a register which will receive the value from the stack. It
3685  * can be -1, meaning that the read value is not going to a register.
3686  */
3687 static int check_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
3688                             int ptr_regno, int off, int size,
3689                             int dst_regno)
3690 {
3691         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
3692         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
3693         int err;
3694         /* Some accesses are only permitted with a static offset. */
3695         bool var_off = !tnum_is_const(reg->var_off);
3696
3697         /* The offset is required to be static when reads don't go to a
3698          * register, in order to not leak pointers (see
3699          * check_stack_read_fixed_off).
3700          */
3701         if (dst_regno < 0 && var_off) {
3702                 char tn_buf[48];
3703
3704                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3705                 verbose(env, "variable offset stack pointer cannot be passed into helper function; var_off=%s off=%d size=%d\n",
3706                         tn_buf, off, size);
3707                 return -EACCES;
3708         }
3709         /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity
3710          * since it requires corresponding support in Spectre masking for stack
3711          * ALU. See also retrieve_ptr_limit().
3712          */
3713         if (!env->bypass_spec_v1 && var_off) {
3714                 char tn_buf[48];
3715
3716                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3717                 verbose(env, "R%d variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
3718                                 ptr_regno, tn_buf);
3719                 return -EACCES;
3720         }
3721
3722         if (!var_off) {
3723                 off += reg->var_off.value;
3724                 err = check_stack_read_fixed_off(env, state, off, size,
3725                                                  dst_regno);
3726         } else {
3727                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
3728                  * than fixed offset ones. Note that dst_regno >= 0 on this
3729                  * branch.
3730                  */
3731                 err = check_stack_read_var_off(env, ptr_regno, off, size,
3732                                                dst_regno);
3733         }
3734         return err;
3735 }
3736
3737
3738 /* check_stack_write dispatches to check_stack_write_fixed_off or
3739  * check_stack_write_var_off.
3740  *
3741  * 'ptr_regno' is the register used as a pointer into the stack.
3742  * 'off' includes 'ptr_regno->off', but not its variable offset (if any).
3743  * 'value_regno' is the register whose value we're writing to the stack. It can
3744  * be -1, meaning that we're not writing from a register.
3745  *
3746  * The caller must ensure that the offset falls within the maximum stack size.
3747  */
3748 static int check_stack_write(struct bpf_verifier_env *env,
3749                              int ptr_regno, int off, int size,
3750                              int value_regno, int insn_idx)
3751 {
3752         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
3753         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
3754         int err;
3755
3756         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
3757                 off += reg->var_off.value;
3758                 err = check_stack_write_fixed_off(env, state, off, size,
3759                                                   value_regno, insn_idx);
3760         } else {
3761                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
3762                  * than fixed offset ones.
3763                  */
3764                 err = check_stack_write_var_off(env, state,
3765                                                 ptr_regno, off, size,
3766                                                 value_regno, insn_idx);
3767         }
3768         return err;
3769 }
3770
3771 static int check_map_access_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3772                                  int off, int size, enum bpf_access_type type)
3773 {
3774         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
3775         struct bpf_map *map = regs[regno].map_ptr;
3776         u32 cap = bpf_map_flags_to_cap(map);
3777
3778         if (type == BPF_WRITE && !(cap & BPF_MAP_CAN_WRITE)) {
3779                 verbose(env, "write into map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
3780                         map->value_size, off, size);
3781                 return -EACCES;
3782         }
3783
3784         if (type == BPF_READ && !(cap & BPF_MAP_CAN_READ)) {
3785                 verbose(env, "read from map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
3786                         map->value_size, off, size);
3787                 return -EACCES;
3788         }
3789
3790         return 0;
3791 }
3792
3793 /* check read/write into memory region (e.g., map value, ringbuf sample, etc) */
3794 static int __check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
3795                               int off, int size, u32 mem_size,
3796                               bool zero_size_allowed)
3797 {
3798         bool size_ok = size > 0 || (size == 0 && zero_size_allowed);
3799         struct bpf_reg_state *reg;
3800
3801         if (off >= 0 && size_ok && (u64)off + size <= mem_size)
3802                 return 0;
3803
3804         reg = &cur_regs(env)[regno];
3805         switch (reg->type) {
3806         case PTR_TO_MAP_KEY:
3807                 verbose(env, "invalid access to map key, key_size=%d off=%d size=%d\n",
3808                         mem_size, off, size);
3809                 break;
3810         case PTR_TO_MAP_VALUE:
3811                 verbose(env, "invalid access to map value, value_size=%d off=%d size=%d\n",
3812                         mem_size, off, size);
3813                 break;
3814         case PTR_TO_PACKET:
3815         case PTR_TO_PACKET_META:
3816         case PTR_TO_PACKET_END:
3817                 verbose(env, "invalid access to packet, off=%d size=%d, R%d(id=%d,off=%d,r=%d)\n",
3818                         off, size, regno, reg->id, off, mem_size);
3819                 break;
3820         case PTR_TO_MEM:
3821         default:
3822                 verbose(env, "invalid access to memory, mem_size=%u off=%d size=%d\n",
3823                         mem_size, off, size);
3824         }
3825
3826         return -EACCES;
3827 }
3828
3829 /* check read/write into a memory region with possible variable offset */
3830 static int check_mem_region_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3831                                    int off, int size, u32 mem_size,
3832                                    bool zero_size_allowed)
3833 {
3834         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3835         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3836         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
3837         int err;
3838
3839         /* We may have adjusted the register pointing to memory region, so we
3840          * need to try adding each of min_value and max_value to off
3841          * to make sure our theoretical access will be safe.
3842          *
3843          * The minimum value is only important with signed
3844          * comparisons where we can't assume the floor of a
3845          * value is 0.  If we are using signed variables for our
3846          * index'es we need to make sure that whatever we use
3847          * will have a set floor within our range.
3848          */
3849         if (reg->smin_value < 0 &&
3850             (reg->smin_value == S64_MIN ||
3851              (off + reg->smin_value != (s64)(s32)(off + reg->smin_value)) ||
3852               reg->smin_value + off < 0)) {
3853                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
3854                         regno);
3855                 return -EACCES;
3856         }
3857         err = __check_mem_access(env, regno, reg->smin_value + off, size,
3858                                  mem_size, zero_size_allowed);
3859         if (err) {
3860                 verbose(env, "R%d min value is outside of the allowed memory range\n",
3861                         regno);
3862                 return err;
3863         }
3864
3865         /* If we haven't set a max value then we need to bail since we can't be
3866          * sure we won't do bad things.
3867          * If reg->umax_value + off could overflow, treat that as unbounded too.
3868          */
3869         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
3870                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, make sure to bounds check any such access\n",
3871                         regno);
3872                 return -EACCES;
3873         }
3874         err = __check_mem_access(env, regno, reg->umax_value + off, size,
3875                                  mem_size, zero_size_allowed);
3876         if (err) {
3877                 verbose(env, "R%d max value is outside of the allowed memory range\n",
3878                         regno);
3879                 return err;
3880         }
3881
3882         return 0;
3883 }
3884
3885 static int __check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
3886                                const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
3887                                bool fixed_off_ok)
3888 {
3889         /* Access to this pointer-typed register or passing it to a helper
3890          * is only allowed in its original, unmodified form.
3891          */
3892
3893         if (reg->off < 0) {
3894                 verbose(env, "negative offset %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
3895                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
3896                 return -EACCES;
3897         }
3898
3899         if (!fixed_off_ok && reg->off) {
3900                 verbose(env, "dereference of modified %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
3901                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
3902                 return -EACCES;
3903         }
3904
3905         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
3906                 char tn_buf[48];
3907
3908                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3909                 verbose(env, "variable %s access var_off=%s disallowed\n",
3910                         reg_type_str(env, reg->type), tn_buf);
3911                 return -EACCES;
3912         }
3913
3914         return 0;
3915 }
3916
3917 int check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
3918                       const struct bpf_reg_state *reg, int regno)
3919 {
3920         return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
3921 }
3922
3923 static int map_kptr_match_type(struct bpf_verifier_env *env,
3924                                struct btf_field *kptr_field,
3925                                struct bpf_reg_state *reg, u32 regno)
3926 {
3927         const char *targ_name = kernel_type_name(kptr_field->kptr.btf, kptr_field->kptr.btf_id);
3928         int perm_flags = PTR_MAYBE_NULL | PTR_TRUSTED;
3929         const char *reg_name = "";
3930
3931         /* Only unreferenced case accepts untrusted pointers */
3932         if (kptr_field->type == BPF_KPTR_UNREF)
3933                 perm_flags |= PTR_UNTRUSTED;
3934
3935         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID || (type_flag(reg->type) & ~perm_flags))
3936                 goto bad_type;
3937
3938         if (!btf_is_kernel(reg->btf)) {
3939                 verbose(env, "R%d must point to kernel BTF\n", regno);
3940                 return -EINVAL;
3941         }
3942         /* We need to verify reg->type and reg->btf, before accessing reg->btf */
3943         reg_name = kernel_type_name(reg->btf, reg->btf_id);
3944
3945         /* For ref_ptr case, release function check should ensure we get one
3946          * referenced PTR_TO_BTF_ID, and that its fixed offset is 0. For the
3947          * normal store of unreferenced kptr, we must ensure var_off is zero.
3948          * Since ref_ptr cannot be accessed directly by BPF insns, checks for
3949          * reg->off and reg->ref_obj_id are not needed here.
3950          */
3951         if (__check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true))
3952                 return -EACCES;
3953
3954         /* A full type match is needed, as BTF can be vmlinux or module BTF, and
3955          * we also need to take into account the reg->off.
3956          *
3957          * We want to support cases like:
3958          *
3959          * struct foo {
3960          *         struct bar br;
3961          *         struct baz bz;
3962          * };
3963          *
3964          * struct foo *v;
3965          * v = func();        // PTR_TO_BTF_ID
3966          * val->foo = v;      // reg->off is zero, btf and btf_id match type
3967          * val->bar = &v->br; // reg->off is still zero, but we need to retry with
3968          *                    // first member type of struct after comparison fails
3969          * val->baz = &v->bz; // reg->off is non-zero, so struct needs to be walked
3970          *                    // to match type
3971          *
3972          * In the kptr_ref case, check_func_arg_reg_off already ensures reg->off
3973          * is zero. We must also ensure that btf_struct_ids_match does not walk
3974          * the struct to match type against first member of struct, i.e. reject
3975          * second case from above. Hence, when type is BPF_KPTR_REF, we set
3976          * strict mode to true for type match.
3977          */
3978         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
3979                                   kptr_field->kptr.btf, kptr_field->kptr.btf_id,
3980                                   kptr_field->type == BPF_KPTR_REF))
3981                 goto bad_type;
3982         return 0;
3983 bad_type:
3984         verbose(env, "invalid kptr access, R%d type=%s%s ", regno,
3985                 reg_type_str(env, reg->type), reg_name);
3986         verbose(env, "expected=%s%s", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID), targ_name);
3987         if (kptr_field->type == BPF_KPTR_UNREF)
3988                 verbose(env, " or %s%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED),
3989                         targ_name);
3990         else
3991                 verbose(env, "\n");
3992         return -EINVAL;
3993 }
3994
3995 static int check_map_kptr_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3996                                  int value_regno, int insn_idx,
3997                                  struct btf_field *kptr_field)
3998 {
3999         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
4000         int class = BPF_CLASS(insn->code);
4001         struct bpf_reg_state *val_reg;
4002
4003         /* Things we already checked for in check_map_access and caller:
4004          *  - Reject cases where variable offset may touch kptr
4005          *  - size of access (must be BPF_DW)
4006          *  - tnum_is_const(reg->var_off)
4007          *  - kptr_field->offset == off + reg->var_off.value
4008          */
4009         /* Only BPF_[LDX,STX,ST] | BPF_MEM | BPF_DW is supported */
4010         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM) {
4011                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_MEM instruction mode\n");
4012                 return -EACCES;
4013         }
4014
4015         /* We only allow loading referenced kptr, since it will be marked as
4016          * untrusted, similar to unreferenced kptr.
4017          */
4018         if (class != BPF_LDX && kptr_field->type == BPF_KPTR_REF) {
4019                 verbose(env, "store to referenced kptr disallowed\n");
4020                 return -EACCES;
4021         }
4022
4023         if (class == BPF_LDX) {
4024                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
4025                 /* We can simply mark the value_regno receiving the pointer
4026                  * value from map as PTR_TO_BTF_ID, with the correct type.
4027                  */
4028                 mark_btf_ld_reg(env, cur_regs(env), value_regno, PTR_TO_BTF_ID, kptr_field->kptr.btf,
4029                                 kptr_field->kptr.btf_id, PTR_MAYBE_NULL | PTR_UNTRUSTED);
4030                 /* For mark_ptr_or_null_reg */
4031                 val_reg->id = ++env->id_gen;
4032         } else if (class == BPF_STX) {
4033                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
4034                 if (!register_is_null(val_reg) &&
4035                     map_kptr_match_type(env, kptr_field, val_reg, value_regno))
4036                         return -EACCES;
4037         } else if (class == BPF_ST) {
4038                 if (insn->imm) {
4039                         verbose(env, "BPF_ST imm must be 0 when storing to kptr at off=%u\n",
4040                                 kptr_field->offset);
4041                         return -EACCES;
4042                 }
4043         } else {
4044                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_LDX/BPF_STX/BPF_ST\n");
4045                 return -EACCES;
4046         }
4047         return 0;
4048 }
4049
4050 /* check read/write into a map element with possible variable offset */
4051 static int check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
4052                             int off, int size, bool zero_size_allowed,
4053                             enum bpf_access_src src)
4054 {
4055         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4056         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4057         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
4058         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
4059         struct btf_record *rec;
4060         int err, i;
4061
4062         err = check_mem_region_access(env, regno, off, size, map->value_size,
4063                                       zero_size_allowed);
4064         if (err)
4065                 return err;
4066
4067         if (IS_ERR_OR_NULL(map->record))
4068                 return 0;
4069         rec = map->record;
4070         for (i = 0; i < rec->cnt; i++) {
4071                 struct btf_field *field = &rec->fields[i];
4072                 u32 p = field->offset;
4073
4074                 /* If any part of a field  can be touched by load/store, reject
4075                  * this program. To check that [x1, x2) overlaps with [y1, y2),
4076                  * it is sufficient to check x1 < y2 && y1 < x2.
4077                  */
4078                 if (reg->smin_value + off < p + btf_field_type_size(field->type) &&
4079                     p < reg->umax_value + off + size) {
4080                         switch (field->type) {
4081                         case BPF_KPTR_UNREF:
4082                         case BPF_KPTR_REF:
4083                                 if (src != ACCESS_DIRECT) {
4084                                         verbose(env, "kptr cannot be accessed indirectly by helper\n");
4085                                         return -EACCES;
4086                                 }
4087                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
4088                                         verbose(env, "kptr access cannot have variable offset\n");
4089                                         return -EACCES;
4090                                 }
4091                                 if (p != off + reg->var_off.value) {
4092                                         verbose(env, "kptr access misaligned expected=%u off=%llu\n",
4093                                                 p, off + reg->var_off.value);
4094                                         return -EACCES;
4095                                 }
4096                                 if (size != bpf_size_to_bytes(BPF_DW)) {
4097                                         verbose(env, "kptr access size must be BPF_DW\n");
4098                                         return -EACCES;
4099                                 }
4100                                 break;
4101                         default:
4102                                 verbose(env, "%s cannot be accessed directly by load/store\n",
4103                                         btf_field_type_name(field->type));
4104                                 return -EACCES;
4105                         }
4106                 }
4107         }
4108         return 0;
4109 }
4110
4111 #define MAX_PACKET_OFF 0xffff
4112
4113 static bool may_access_direct_pkt_data(struct bpf_verifier_env *env,
4114                                        const struct bpf_call_arg_meta *meta,
4115                                        enum bpf_access_type t)
4116 {
4117         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
4118
4119         switch (prog_type) {
4120         /* Program types only with direct read access go here! */
4121         case BPF_PROG_TYPE_LWT_IN:
4122         case BPF_PROG_TYPE_LWT_OUT:
4123         case BPF_PROG_TYPE_LWT_SEG6LOCAL:
4124         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
4125         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
4126         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
4127                 if (t == BPF_WRITE)
4128                         return false;
4129                 fallthrough;
4130
4131         /* Program types with direct read + write access go here! */
4132         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
4133         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
4134         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
4135         case BPF_PROG_TYPE_LWT_XMIT:
4136         case BPF_PROG_TYPE_SK_SKB:
4137         case BPF_PROG_TYPE_SK_MSG:
4138                 if (meta)
4139                         return meta->pkt_access;
4140
4141                 env->seen_direct_write = true;
4142                 return true;
4143
4144         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
4145                 if (t == BPF_WRITE)
4146                         env->seen_direct_write = true;
4147
4148                 return true;
4149
4150         default:
4151                 return false;
4152         }
4153 }
4154
4155 static int check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
4156                                int size, bool zero_size_allowed)
4157 {
4158         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4159         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
4160         int err;
4161
4162         /* We may have added a variable offset to the packet pointer; but any
4163          * reg->range we have comes after that.  We are only checking the fixed
4164          * offset.
4165          */
4166
4167         /* We don't allow negative numbers, because we aren't tracking enough
4168          * detail to prove they're safe.
4169          */
4170         if (reg->smin_value < 0) {
4171                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
4172                         regno);
4173                 return -EACCES;
4174         }
4175
4176         err = reg->range < 0 ? -EINVAL :
4177               __check_mem_access(env, regno, off, size, reg->range,
4178                                  zero_size_allowed);
4179         if (err) {
4180                 verbose(env, "R%d offset is outside of the packet\n", regno);
4181                 return err;
4182         }
4183
4184         /* __check_mem_access has made sure "off + size - 1" is within u16.
4185          * reg->umax_value can't be bigger than MAX_PACKET_OFF which is 0xffff,
4186          * otherwise find_good_pkt_pointers would have refused to set range info
4187          * that __check_mem_access would have rejected this pkt access.
4188          * Therefore, "off + reg->umax_value + size - 1" won't overflow u32.
4189          */
4190         env->prog->aux->max_pkt_offset =
4191                 max_t(u32, env->prog->aux->max_pkt_offset,
4192                       off + reg->umax_value + size - 1);
4193
4194         return err;
4195 }
4196
4197 /* check access to 'struct bpf_context' fields.  Supports fixed offsets only */
4198 static int check_ctx_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, int off, int size,
4199                             enum bpf_access_type t, enum bpf_reg_type *reg_type,
4200                             struct btf **btf, u32 *btf_id)
4201 {
4202         struct bpf_insn_access_aux info = {
4203                 .reg_type = *reg_type,
4204                 .log = &env->log,
4205         };
4206
4207         if (env->ops->is_valid_access &&
4208             env->ops->is_valid_access(off, size, t, env->prog, &info)) {
4209                 /* A non zero info.ctx_field_size indicates that this field is a
4210                  * candidate for later verifier transformation to load the whole
4211                  * field and then apply a mask when accessed with a narrower
4212                  * access than actual ctx access size. A zero info.ctx_field_size
4213                  * will only allow for whole field access and rejects any other
4214                  * type of narrower access.
4215                  */
4216                 *reg_type = info.reg_type;
4217
4218                 if (base_type(*reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
4219                         *btf = info.btf;
4220                         *btf_id = info.btf_id;
4221                 } else {
4222                         env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size = info.ctx_field_size;
4223                 }
4224                 /* remember the offset of last byte accessed in ctx */
4225                 if (env->prog->aux->max_ctx_offset < off + size)
4226                         env->prog->aux->max_ctx_offset = off + size;
4227                 return 0;
4228         }
4229
4230         verbose(env, "invalid bpf_context access off=%d size=%d\n", off, size);
4231         return -EACCES;
4232 }
4233
4234 static int check_flow_keys_access(struct bpf_verifier_env *env, int off,
4235                                   int size)
4236 {
4237         if (size < 0 || off < 0 ||
4238             (u64)off + size > sizeof(struct bpf_flow_keys)) {
4239                 verbose(env, "invalid access to flow keys off=%d size=%d\n",
4240                         off, size);
4241                 return -EACCES;
4242         }
4243         return 0;
4244 }
4245
4246 static int check_sock_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
4247                              u32 regno, int off, int size,
4248                              enum bpf_access_type t)
4249 {
4250         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4251         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
4252         struct bpf_insn_access_aux info = {};
4253         bool valid;
4254
4255         if (reg->smin_value < 0) {
4256                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
4257                         regno);
4258                 return -EACCES;
4259         }
4260
4261         switch (reg->type) {
4262         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
4263                 valid = bpf_sock_common_is_valid_access(off, size, t, &info);
4264                 break;
4265         case PTR_TO_SOCKET:
4266                 valid = bpf_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
4267                 break;
4268         case PTR_TO_TCP_SOCK:
4269                 valid = bpf_tcp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
4270                 break;
4271         case PTR_TO_XDP_SOCK:
4272                 valid = bpf_xdp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
4273                 break;
4274         default:
4275                 valid = false;
4276         }
4277
4278
4279         if (valid) {
4280                 env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size =
4281                         info.ctx_field_size;
4282                 return 0;
4283         }
4284
4285         verbose(env, "R%d invalid %s access off=%d size=%d\n",
4286                 regno, reg_type_str(env, reg->type), off, size);
4287
4288         return -EACCES;
4289 }
4290
4291 static bool is_pointer_value(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4292 {
4293         return __is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg_state(env, regno));
4294 }
4295
4296 static bool is_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4297 {
4298         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
4299
4300         return reg->type == PTR_TO_CTX;
4301 }
4302
4303 static bool is_sk_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4304 {
4305         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
4306
4307         return type_is_sk_pointer(reg->type);
4308 }
4309
4310 static bool is_pkt_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4311 {
4312         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
4313
4314         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
4315 }
4316
4317 static bool is_flow_key_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4318 {
4319         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
4320
4321         /* Separate to is_ctx_reg() since we still want to allow BPF_ST here. */
4322         return reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS;
4323 }
4324
4325 static bool is_trusted_reg(const struct bpf_reg_state *reg)
4326 {
4327         /* A referenced register is always trusted. */
4328         if (reg->ref_obj_id)
4329                 return true;
4330
4331         /* If a register is not referenced, it is trusted if it has the
4332          * MEM_ALLOC or PTR_TRUSTED type modifiers, and no others. Some of the
4333          * other type modifiers may be safe, but we elect to take an opt-in
4334          * approach here as some (e.g. PTR_UNTRUSTED and PTR_MAYBE_NULL) are
4335          * not.
4336          *
4337          * Eventually, we should make PTR_TRUSTED the single source of truth
4338          * for whether a register is trusted.
4339          */
4340         return type_flag(reg->type) & BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS &&
4341                !bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type);
4342 }
4343
4344 static bool is_rcu_reg(const struct bpf_reg_state *reg)
4345 {
4346         return reg->type & MEM_RCU;
4347 }
4348
4349 static int check_pkt_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
4350                                    const struct bpf_reg_state *reg,
4351                                    int off, int size, bool strict)
4352 {
4353         struct tnum reg_off;
4354         int ip_align;
4355
4356         /* Byte size accesses are always allowed. */
4357         if (!strict || size == 1)
4358                 return 0;
4359
4360         /* For platforms that do not have a Kconfig enabling
4361          * CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS the value of
4362          * NET_IP_ALIGN is universally set to '2'.  And on platforms
4363          * that do set CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS, we get
4364          * to this code only in strict mode where we want to emulate
4365          * the NET_IP_ALIGN==2 checking.  Therefore use an
4366          * unconditional IP align value of '2'.
4367          */
4368         ip_align = 2;
4369
4370         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(ip_align + reg->off + off));
4371         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
4372                 char tn_buf[48];
4373
4374                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4375                 verbose(env,
4376                         "misaligned packet access off %d+%s+%d+%d size %d\n",
4377                         ip_align, tn_buf, reg->off, off, size);
4378                 return -EACCES;
4379         }
4380
4381         return 0;
4382 }
4383
4384 static int check_generic_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
4385                                        const struct bpf_reg_state *reg,
4386                                        const char *pointer_desc,
4387                                        int off, int size, bool strict)
4388 {
4389         struct tnum reg_off;
4390
4391         /* Byte size accesses are always allowed. */
4392         if (!strict || size == 1)
4393                 return 0;
4394
4395         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(reg->off + off));
4396         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
4397                 char tn_buf[48];
4398
4399                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4400                 verbose(env, "misaligned %saccess off %s+%d+%d size %d\n",
4401                         pointer_desc, tn_buf, reg->off, off, size);
4402                 return -EACCES;
4403         }
4404
4405         return 0;
4406 }
4407
4408 static int check_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
4409                                const struct bpf_reg_state *reg, int off,
4410                                int size, bool strict_alignment_once)
4411 {
4412         bool strict = env->strict_alignment || strict_alignment_once;
4413         const char *pointer_desc = "";
4414
4415         switch (reg->type) {
4416         case PTR_TO_PACKET:
4417         case PTR_TO_PACKET_META:
4418                 /* Special case, because of NET_IP_ALIGN. Given metadata sits
4419                  * right in front, treat it the very same way.
4420                  */
4421                 return check_pkt_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict);
4422         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
4423                 pointer_desc = "flow keys ";
4424                 break;
4425         case PTR_TO_MAP_KEY:
4426                 pointer_desc = "key ";
4427                 break;
4428         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4429                 pointer_desc = "value ";
4430                 break;
4431         case PTR_TO_CTX:
4432                 pointer_desc = "context ";
4433                 break;
4434         case PTR_TO_STACK:
4435                 pointer_desc = "stack ";
4436                 /* The stack spill tracking logic in check_stack_write_fixed_off()
4437                  * and check_stack_read_fixed_off() relies on stack accesses being
4438                  * aligned.
4439                  */
4440                 strict = true;
4441                 break;
4442         case PTR_TO_SOCKET:
4443                 pointer_desc = "sock ";
4444                 break;
4445         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
4446                 pointer_desc = "sock_common ";
4447                 break;
4448         case PTR_TO_TCP_SOCK:
4449                 pointer_desc = "tcp_sock ";
4450                 break;
4451         case PTR_TO_XDP_SOCK:
4452                 pointer_desc = "xdp_sock ";
4453                 break;
4454         default:
4455                 break;
4456         }
4457         return check_generic_ptr_alignment(env, reg, pointer_desc, off, size,
4458                                            strict);
4459 }
4460
4461 static int update_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
4462                               const struct bpf_func_state *func,
4463                               int off)
4464 {
4465         u16 stack = env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth;
4466
4467         if (stack >= -off)
4468                 return 0;
4469
4470         /* update known max for given subprogram */
4471         env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth = -off;
4472         return 0;
4473 }
4474
4475 /* starting from main bpf function walk all instructions of the function
4476  * and recursively walk all callees that given function can call.
4477  * Ignore jump and exit insns.
4478  * Since recursion is prevented by check_cfg() this algorithm
4479  * only needs a local stack of MAX_CALL_FRAMES to remember callsites
4480  */
4481 static int check_max_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env)
4482 {
4483         int depth = 0, frame = 0, idx = 0, i = 0, subprog_end;
4484         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
4485         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
4486         bool tail_call_reachable = false;
4487         int ret_insn[MAX_CALL_FRAMES];
4488         int ret_prog[MAX_CALL_FRAMES];
4489         int j;
4490
4491 process_func:
4492         /* protect against potential stack overflow that might happen when
4493          * bpf2bpf calls get combined with tailcalls. Limit the caller's stack
4494          * depth for such case down to 256 so that the worst case scenario
4495          * would result in 8k stack size (32 which is tailcall limit * 256 =
4496          * 8k).
4497          *
4498          * To get the idea what might happen, see an example:
4499          * func1 -> sub rsp, 128
4500          *  subfunc1 -> sub rsp, 256
4501          *  tailcall1 -> add rsp, 256
4502          *   func2 -> sub rsp, 192 (total stack size = 128 + 192 = 320)
4503          *   subfunc2 -> sub rsp, 64
4504          *   subfunc22 -> sub rsp, 128
4505          *   tailcall2 -> add rsp, 128
4506          *    func3 -> sub rsp, 32 (total stack size 128 + 192 + 64 + 32 = 416)
4507          *
4508          * tailcall will unwind the current stack frame but it will not get rid
4509          * of caller's stack as shown on the example above.
4510          */
4511         if (idx && subprog[idx].has_tail_call && depth >= 256) {
4512                 verbose(env,
4513                         "tail_calls are not allowed when call stack of previous frames is %d bytes. Too large\n",
4514                         depth);
4515                 return -EACCES;
4516         }
4517         /* round up to 32-bytes, since this is granularity
4518          * of interpreter stack size
4519          */
4520         depth += round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
4521         if (depth > MAX_BPF_STACK) {
4522                 verbose(env, "combined stack size of %d calls is %d. Too large\n",
4523                         frame + 1, depth);
4524                 return -EACCES;
4525         }
4526 continue_func:
4527         subprog_end = subprog[idx + 1].start;
4528         for (; i < subprog_end; i++) {
4529                 int next_insn;
4530
4531                 if (!bpf_pseudo_call(insn + i) && !bpf_pseudo_func(insn + i))
4532                         continue;
4533                 /* remember insn and function to return to */
4534                 ret_insn[frame] = i + 1;
4535                 ret_prog[frame] = idx;
4536
4537                 /* find the callee */
4538                 next_insn = i + insn[i].imm + 1;
4539                 idx = find_subprog(env, next_insn);
4540                 if (idx < 0) {
4541                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
4542                                   next_insn);
4543                         return -EFAULT;
4544                 }
4545                 if (subprog[idx].is_async_cb) {
4546                         if (subprog[idx].has_tail_call) {
4547                                 verbose(env, "verifier bug. subprog has tail_call and async cb\n");
4548                                 return -EFAULT;
4549                         }
4550                          /* async callbacks don't increase bpf prog stack size */
4551                         continue;
4552                 }
4553                 i = next_insn;
4554
4555                 if (subprog[idx].has_tail_call)
4556                         tail_call_reachable = true;
4557
4558                 frame++;
4559                 if (frame >= MAX_CALL_FRAMES) {
4560                         verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep !\n",
4561                                 frame);
4562                         return -E2BIG;
4563                 }
4564                 goto process_func;
4565         }
4566         /* if tail call got detected across bpf2bpf calls then mark each of the
4567          * currently present subprog frames as tail call reachable subprogs;
4568          * this info will be utilized by JIT so that we will be preserving the
4569          * tail call counter throughout bpf2bpf calls combined with tailcalls
4570          */
4571         if (tail_call_reachable)
4572                 for (j = 0; j < frame; j++)
4573                         subprog[ret_prog[j]].tail_call_reachable = true;
4574         if (subprog[0].tail_call_reachable)
4575                 env->prog->aux->tail_call_reachable = true;
4576
4577         /* end of for() loop means the last insn of the 'subprog'
4578          * was reached. Doesn't matter whether it was JA or EXIT
4579          */
4580         if (frame == 0)
4581                 return 0;
4582         depth -= round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
4583         frame--;
4584         i = ret_insn[frame];
4585         idx = ret_prog[frame];
4586         goto continue_func;
4587 }
4588
4589 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
4590 static int get_callee_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
4591                                   const struct bpf_insn *insn, int idx)
4592 {
4593         int start = idx + insn->imm + 1, subprog;
4594
4595         subprog = find_subprog(env, start);
4596         if (subprog < 0) {
4597                 WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
4598                           start);
4599                 return -EFAULT;
4600         }
4601         return env->subprog_info[subprog].stack_depth;
4602 }
4603 #endif
4604
4605 static int __check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
4606                                  const char *buf_info,
4607                                  const struct bpf_reg_state *reg,
4608                                  int regno, int off, int size)
4609 {
4610         if (off < 0) {
4611                 verbose(env,
4612                         "R%d invalid %s buffer access: off=%d, size=%d\n",
4613                         regno, buf_info, off, size);
4614                 return -EACCES;
4615         }
4616         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
4617                 char tn_buf[48];
4618
4619                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4620                 verbose(env,
4621                         "R%d invalid variable buffer offset: off=%d, var_off=%s\n",
4622                         regno, off, tn_buf);
4623                 return -EACCES;
4624         }
4625
4626         return 0;
4627 }
4628
4629 static int check_tp_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
4630                                   const struct bpf_reg_state *reg,
4631                                   int regno, int off, int size)
4632 {
4633         int err;
4634
4635         err = __check_buffer_access(env, "tracepoint", reg, regno, off, size);
4636         if (err)
4637                 return err;
4638
4639         if (off + size > env->prog->aux->max_tp_access)
4640                 env->prog->aux->max_tp_access = off + size;
4641
4642         return 0;
4643 }
4644
4645 static int check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
4646                                const struct bpf_reg_state *reg,
4647                                int regno, int off, int size,
4648                                bool zero_size_allowed,
4649                                u32 *max_access)
4650 {
4651         const char *buf_info = type_is_rdonly_mem(reg->type) ? "rdonly" : "rdwr";
4652         int err;
4653
4654         err = __check_buffer_access(env, buf_info, reg, regno, off, size);
4655         if (err)
4656                 return err;
4657
4658         if (off + size > *max_access)
4659                 *max_access = off + size;
4660
4661         return 0;
4662 }
4663
4664 /* BPF architecture zero extends alu32 ops into 64-bit registesr */
4665 static void zext_32_to_64(struct bpf_reg_state *reg)
4666 {
4667         reg->var_off = tnum_subreg(reg->var_off);
4668         __reg_assign_32_into_64(reg);
4669 }
4670
4671 /* truncate register to smaller size (in bytes)
4672  * must be called with size < BPF_REG_SIZE
4673  */
4674 static void coerce_reg_to_size(struct bpf_reg_state *reg, int size)
4675 {
4676         u64 mask;
4677
4678         /* clear high bits in bit representation */
4679         reg->var_off = tnum_cast(reg->var_off, size);
4680
4681         /* fix arithmetic bounds */
4682         mask = ((u64)1 << (size * 8)) - 1;
4683         if ((reg->umin_value & ~mask) == (reg->umax_value & ~mask)) {
4684                 reg->umin_value &= mask;
4685                 reg->umax_value &= mask;
4686         } else {
4687                 reg->umin_value = 0;
4688                 reg->umax_value = mask;
4689         }
4690         reg->smin_value = reg->umin_value;
4691         reg->smax_value = reg->umax_value;
4692
4693         /* If size is smaller than 32bit register the 32bit register
4694          * values are also truncated so we push 64-bit bounds into
4695          * 32-bit bounds. Above were truncated < 32-bits already.
4696          */
4697         if (size >= 4)
4698                 return;
4699         __reg_combine_64_into_32(reg);
4700 }
4701
4702 static bool bpf_map_is_rdonly(const struct bpf_map *map)
4703 {
4704         /* A map is considered read-only if the following condition are true:
4705          *
4706          * 1) BPF program side cannot change any of the map content. The
4707          *    BPF_F_RDONLY_PROG flag is throughout the lifetime of a map
4708          *    and was set at map creation time.
4709          * 2) The map value(s) have been initialized from user space by a
4710          *    loader and then "frozen", such that no new map update/delete
4711          *    operations from syscall side are possible for the rest of
4712          *    the map's lifetime from that point onwards.
4713          * 3) Any parallel/pending map update/delete operations from syscall
4714          *    side have been completed. Only after that point, it's safe to
4715          *    assume that map value(s) are immutable.
4716          */
4717         return (map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
4718                READ_ONCE(map->frozen) &&
4719                !bpf_map_write_active(map);
4720 }
4721
4722 static int bpf_map_direct_read(struct bpf_map *map, int off, int size, u64 *val)
4723 {
4724         void *ptr;
4725         u64 addr;
4726         int err;
4727
4728         err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
4729         if (err)
4730                 return err;
4731         ptr = (void *)(long)addr + off;
4732
4733         switch (size) {
4734         case sizeof(u8):
4735                 *val = (u64)*(u8 *)ptr;
4736                 break;
4737         case sizeof(u16):
4738                 *val = (u64)*(u16 *)ptr;
4739                 break;
4740         case sizeof(u32):
4741                 *val = (u64)*(u32 *)ptr;
4742                 break;
4743         case sizeof(u64):
4744                 *val = *(u64 *)ptr;
4745                 break;
4746         default:
4747                 return -EINVAL;
4748         }
4749         return 0;
4750 }
4751
4752 static int check_ptr_to_btf_access(struct bpf_verifier_env *env,
4753                                    struct bpf_reg_state *regs,
4754                                    int regno, int off, int size,
4755                                    enum bpf_access_type atype,
4756                                    int value_regno)
4757 {
4758         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
4759         const struct btf_type *t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
4760         const char *tname = btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off);
4761         enum bpf_type_flag flag = 0;
4762         u32 btf_id;
4763         int ret;
4764
4765         if (!env->allow_ptr_leaks) {
4766                 verbose(env,
4767                         "'struct %s' access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
4768                         tname);
4769                 return -EPERM;
4770         }
4771         if (!env->prog->gpl_compatible && btf_is_kernel(reg->btf)) {
4772                 verbose(env,
4773                         "Cannot access kernel 'struct %s' from non-GPL compatible program\n",
4774                         tname);
4775                 return -EINVAL;
4776         }
4777         if (off < 0) {
4778                 verbose(env,
4779                         "R%d is ptr_%s invalid negative access: off=%d\n",
4780                         regno, tname, off);
4781                 return -EACCES;
4782         }
4783         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
4784                 char tn_buf[48];
4785
4786                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4787                 verbose(env,
4788                         "R%d is ptr_%s invalid variable offset: off=%d, var_off=%s\n",
4789                         regno, tname, off, tn_buf);
4790                 return -EACCES;
4791         }
4792
4793         if (reg->type & MEM_USER) {
4794                 verbose(env,
4795                         "R%d is ptr_%s access user memory: off=%d\n",
4796                         regno, tname, off);
4797                 return -EACCES;
4798         }
4799
4800         if (reg->type & MEM_PERCPU) {
4801                 verbose(env,
4802                         "R%d is ptr_%s access percpu memory: off=%d\n",
4803                         regno, tname, off);
4804                 return -EACCES;
4805         }
4806
4807         if (env->ops->btf_struct_access && !type_is_alloc(reg->type)) {
4808                 if (!btf_is_kernel(reg->btf)) {
4809                         verbose(env, "verifier internal error: reg->btf must be kernel btf\n");
4810                         return -EFAULT;
4811                 }
4812                 ret = env->ops->btf_struct_access(&env->log, reg, off, size, atype, &btf_id, &flag);
4813         } else {
4814                 /* Writes are permitted with default btf_struct_access for
4815                  * program allocated objects (which always have ref_obj_id > 0),
4816                  * but not for untrusted PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC.
4817                  */
4818                 if (atype != BPF_READ && reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
4819                         verbose(env, "only read is supported\n");
4820                         return -EACCES;
4821                 }
4822
4823                 if (type_is_alloc(reg->type) && !reg->ref_obj_id) {
4824                         verbose(env, "verifier internal error: ref_obj_id for allocated object must be non-zero\n");
4825                         return -EFAULT;
4826                 }
4827
4828                 ret = btf_struct_access(&env->log, reg, off, size, atype, &btf_id, &flag);
4829         }
4830
4831         if (ret < 0)
4832                 return ret;
4833
4834         /* If this is an untrusted pointer, all pointers formed by walking it
4835          * also inherit the untrusted flag.
4836          */
4837         if (type_flag(reg->type) & PTR_UNTRUSTED)
4838                 flag |= PTR_UNTRUSTED;
4839
4840         /* By default any pointer obtained from walking a trusted pointer is
4841          * no longer trusted except the rcu case below.
4842          */
4843         flag &= ~PTR_TRUSTED;
4844
4845         if (flag & MEM_RCU) {
4846                 /* Mark value register as MEM_RCU only if it is protected by
4847                  * bpf_rcu_read_lock() and the ptr reg is rcu or trusted. MEM_RCU
4848                  * itself can already indicate trustedness inside the rcu
4849                  * read lock region. Also mark rcu pointer as PTR_MAYBE_NULL since
4850                  * it could be null in some cases.
4851                  */
4852                 if (!env->cur_state->active_rcu_lock ||
4853                     !(is_trusted_reg(reg) || is_rcu_reg(reg)))
4854                         flag &= ~MEM_RCU;
4855                 else
4856                         flag |= PTR_MAYBE_NULL;
4857         } else if (reg->type & MEM_RCU) {
4858                 /* ptr (reg) is marked as MEM_RCU, but the struct field is not tagged
4859                  * with __rcu. Mark the flag as PTR_UNTRUSTED conservatively.
4860                  */
4861                 flag |= PTR_UNTRUSTED;
4862         }
4863
4864         if (atype == BPF_READ && value_regno >= 0)
4865                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, reg->btf, btf_id, flag);
4866
4867         return 0;
4868 }
4869
4870 static int check_ptr_to_map_access(struct bpf_verifier_env *env,
4871                                    struct bpf_reg_state *regs,
4872                                    int regno, int off, int size,
4873                                    enum bpf_access_type atype,
4874                                    int value_regno)
4875 {
4876         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
4877         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
4878         struct bpf_reg_state map_reg;
4879         enum bpf_type_flag flag = 0;
4880         const struct btf_type *t;
4881         const char *tname;
4882         u32 btf_id;
4883         int ret;
4884
4885         if (!btf_vmlinux) {
4886                 verbose(env, "map_ptr access not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
4887                 return -ENOTSUPP;
4888         }
4889
4890         if (!map->ops->map_btf_id || !*map->ops->map_btf_id) {
4891                 verbose(env, "map_ptr access not supported for map type %d\n",
4892                         map->map_type);
4893                 return -ENOTSUPP;
4894         }
4895
4896         t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id);
4897         tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
4898
4899         if (!env->allow_ptr_leaks) {
4900                 verbose(env,
4901                         "'struct %s' access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
4902                         tname);
4903                 return -EPERM;
4904         }
4905
4906         if (off < 0) {
4907                 verbose(env, "R%d is %s invalid negative access: off=%d\n",
4908                         regno, tname, off);
4909                 return -EACCES;
4910         }
4911
4912         if (atype != BPF_READ) {
4913                 verbose(env, "only read from %s is supported\n", tname);
4914                 return -EACCES;
4915         }
4916
4917         /* Simulate access to a PTR_TO_BTF_ID */
4918         memset(&map_reg, 0, sizeof(map_reg));
4919         mark_btf_ld_reg(env, &map_reg, 0, PTR_TO_BTF_ID, btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id, 0);
4920         ret = btf_struct_access(&env->log, &map_reg, off, size, atype, &btf_id, &flag);
4921         if (ret < 0)
4922                 return ret;
4923
4924         if (value_regno >= 0)
4925                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, btf_vmlinux, btf_id, flag);
4926
4927         return 0;
4928 }
4929
4930 /* Check that the stack access at the given offset is within bounds. The
4931  * maximum valid offset is -1.
4932  *
4933  * The minimum valid offset is -MAX_BPF_STACK for writes, and
4934  * -state->allocated_stack for reads.
4935  */
4936 static int check_stack_slot_within_bounds(int off,
4937                                           struct bpf_func_state *state,
4938                                           enum bpf_access_type t)
4939 {
4940         int min_valid_off;
4941
4942         if (t == BPF_WRITE)
4943                 min_valid_off = -MAX_BPF_STACK;
4944         else
4945                 min_valid_off = -state->allocated_stack;
4946
4947         if (off < min_valid_off || off > -1)
4948                 return -EACCES;
4949         return 0;
4950 }
4951
4952 /* Check that the stack access at 'regno + off' falls within the maximum stack
4953  * bounds.
4954  *
4955  * 'off' includes `regno->offset`, but not its dynamic part (if any).
4956  */
4957 static int check_stack_access_within_bounds(
4958                 struct bpf_verifier_env *env,
4959                 int regno, int off, int access_size,
4960                 enum bpf_access_src src, enum bpf_access_type type)
4961 {
4962         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4963         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
4964         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
4965         int min_off, max_off;
4966         int err;
4967         char *err_extra;
4968
4969         if (src == ACCESS_HELPER)
4970                 /* We don't know if helpers are reading or writing (or both). */
4971                 err_extra = " indirect access to";
4972         else if (type == BPF_READ)
4973                 err_extra = " read from";
4974         else
4975                 err_extra = " write to";
4976
4977         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
4978                 min_off = reg->var_off.value + off;
4979                 if (access_size > 0)
4980                         max_off = min_off + access_size - 1;
4981                 else
4982                         max_off = min_off;
4983         } else {
4984                 if (reg->smax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF ||
4985                     reg->smin_value <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
4986                         verbose(env, "invalid unbounded variable-offset%s stack R%d\n",
4987                                 err_extra, regno);
4988                         return -EACCES;
4989                 }
4990                 min_off = reg->smin_value + off;
4991                 if (access_size > 0)
4992                         max_off = reg->smax_value + off + access_size - 1;
4993                 else
4994                         max_off = min_off;
4995         }
4996
4997         err = check_stack_slot_within_bounds(min_off, state, type);
4998         if (!err)
4999                 err = check_stack_slot_within_bounds(max_off, state, type);
5000
5001         if (err) {
5002                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
5003                         verbose(env, "invalid%s stack R%d off=%d size=%d\n",
5004                                 err_extra, regno, off, access_size);
5005                 } else {
5006                         char tn_buf[48];
5007
5008                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5009                         verbose(env, "invalid variable-offset%s stack R%d var_off=%s size=%d\n",
5010                                 err_extra, regno, tn_buf, access_size);
5011                 }
5012         }
5013         return err;
5014 }
5015
5016 /* check whether memory at (regno + off) is accessible for t = (read | write)
5017  * if t==write, value_regno is a register which value is stored into memory
5018  * if t==read, value_regno is a register which will receive the value from memory
5019  * if t==write && value_regno==-1, some unknown value is stored into memory
5020  * if t==read && value_regno==-1, don't care what we read from memory
5021  */
5022 static int check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, u32 regno,
5023                             int off, int bpf_size, enum bpf_access_type t,
5024                             int value_regno, bool strict_alignment_once)
5025 {
5026         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5027         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
5028         struct bpf_func_state *state;
5029         int size, err = 0;
5030
5031         size = bpf_size_to_bytes(bpf_size);
5032         if (size < 0)
5033                 return size;
5034
5035         /* alignment checks will add in reg->off themselves */
5036         err = check_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict_alignment_once);
5037         if (err)
5038                 return err;
5039
5040         /* for access checks, reg->off is just part of off */
5041         off += reg->off;
5042
5043         if (reg->type == PTR_TO_MAP_KEY) {
5044                 if (t == BPF_WRITE) {
5045                         verbose(env, "write to change key R%d not allowed\n", regno);
5046                         return -EACCES;
5047                 }
5048
5049                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
5050                                               reg->map_ptr->key_size, false);
5051                 if (err)
5052                         return err;
5053                 if (value_regno >= 0)
5054                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
5055         } else if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
5056                 struct btf_field *kptr_field = NULL;
5057
5058                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
5059                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
5060                         verbose(env, "R%d leaks addr into map\n", value_regno);
5061                         return -EACCES;
5062                 }
5063                 err = check_map_access_type(env, regno, off, size, t);
5064                 if (err)
5065                         return err;
5066                 err = check_map_access(env, regno, off, size, false, ACCESS_DIRECT);
5067                 if (err)
5068                         return err;
5069                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
5070                         kptr_field = btf_record_find(reg->map_ptr->record,
5071                                                      off + reg->var_off.value, BPF_KPTR);
5072                 if (kptr_field) {
5073                         err = check_map_kptr_access(env, regno, value_regno, insn_idx, kptr_field);
5074                 } else if (t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
5075                         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
5076
5077                         /* if map is read-only, track its contents as scalars */
5078                         if (tnum_is_const(reg->var_off) &&
5079                             bpf_map_is_rdonly(map) &&
5080                             map->ops->map_direct_value_addr) {
5081                                 int map_off = off + reg->var_off.value;
5082                                 u64 val = 0;
5083
5084                                 err = bpf_map_direct_read(map, map_off, size,
5085                                                           &val);
5086                                 if (err)
5087                                         return err;
5088
5089                                 regs[value_regno].type = SCALAR_VALUE;
5090                                 __mark_reg_known(&regs[value_regno], val);
5091                         } else {
5092                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
5093                         }
5094                 }
5095         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM) {
5096                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
5097
5098                 if (type_may_be_null(reg->type)) {
5099                         verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
5100                                 reg_type_str(env, reg->type));
5101                         return -EACCES;
5102                 }
5103
5104                 if (t == BPF_WRITE && rdonly_mem) {
5105                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
5106                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
5107                         return -EACCES;
5108                 }
5109
5110                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
5111                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
5112                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", value_regno);
5113                         return -EACCES;
5114                 }
5115
5116                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
5117                                               reg->mem_size, false);
5118                 if (!err && value_regno >= 0 && (t == BPF_READ || rdonly_mem))
5119                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
5120         } else if (reg->type == PTR_TO_CTX) {
5121                 enum bpf_reg_type reg_type = SCALAR_VALUE;
5122                 struct btf *btf = NULL;
5123                 u32 btf_id = 0;
5124
5125                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
5126                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
5127                         verbose(env, "R%d leaks addr into ctx\n", value_regno);
5128                         return -EACCES;
5129                 }
5130
5131                 err = check_ptr_off_reg(env, reg, regno);
5132                 if (err < 0)
5133                         return err;
5134
5135                 err = check_ctx_access(env, insn_idx, off, size, t, &reg_type, &btf,
5136                                        &btf_id);
5137                 if (err)
5138                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
5139                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
5140                         /* ctx access returns either a scalar, or a
5141                          * PTR_TO_PACKET[_META,_END]. In the latter
5142                          * case, we know the offset is zero.
5143                          */
5144                         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
5145                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
5146                         } else {
5147                                 mark_reg_known_zero(env, regs,
5148                                                     value_regno);
5149                                 if (type_may_be_null(reg_type))
5150                                         regs[value_regno].id = ++env->id_gen;
5151                                 /* A load of ctx field could have different
5152                                  * actual load size with the one encoded in the
5153                                  * insn. When the dst is PTR, it is for sure not
5154                                  * a sub-register.
5155                                  */
5156                                 regs[value_regno].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
5157                                 if (base_type(reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
5158                                         regs[value_regno].btf = btf;
5159                                         regs[value_regno].btf_id = btf_id;
5160                                 }
5161                         }
5162                         regs[value_regno].type = reg_type;
5163                 }
5164
5165         } else if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
5166                 /* Basic bounds checks. */
5167                 err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, size, ACCESS_DIRECT, t);
5168                 if (err)
5169                         return err;
5170
5171                 state = func(env, reg);
5172                 err = update_stack_depth(env, state, off);
5173                 if (err)
5174                         return err;
5175
5176                 if (t == BPF_READ)
5177                         err = check_stack_read(env, regno, off, size,
5178                                                value_regno);
5179                 else
5180                         err = check_stack_write(env, regno, off, size,
5181                                                 value_regno, insn_idx);
5182         } else if (reg_is_pkt_pointer(reg)) {
5183                 if (t == BPF_WRITE && !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, t)) {
5184                         verbose(env, "cannot write into packet\n");
5185                         return -EACCES;
5186                 }
5187                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
5188                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
5189                         verbose(env, "R%d leaks addr into packet\n",
5190                                 value_regno);
5191                         return -EACCES;
5192                 }
5193                 err = check_packet_access(env, regno, off, size, false);
5194                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
5195                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
5196         } else if (reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS) {
5197                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
5198                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
5199                         verbose(env, "R%d leaks addr into flow keys\n",
5200                                 value_regno);
5201                         return -EACCES;
5202                 }
5203
5204                 err = check_flow_keys_access(env, off, size);
5205                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
5206                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
5207         } else if (type_is_sk_pointer(reg->type)) {
5208                 if (t == BPF_WRITE) {
5209                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
5210                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
5211                         return -EACCES;
5212                 }
5213                 err = check_sock_access(env, insn_idx, regno, off, size, t);
5214                 if (!err && value_regno >= 0)
5215                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
5216         } else if (reg->type == PTR_TO_TP_BUFFER) {
5217                 err = check_tp_buffer_access(env, reg, regno, off, size);
5218                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
5219                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
5220         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID &&
5221                    !type_may_be_null(reg->type)) {
5222                 err = check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, off, size, t,
5223                                               value_regno);
5224         } else if (reg->type == CONST_PTR_TO_MAP) {
5225                 err = check_ptr_to_map_access(env, regs, regno, off, size, t,
5226                                               value_regno);
5227         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BUF) {
5228                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
5229                 u32 *max_access;
5230
5231                 if (rdonly_mem) {
5232                         if (t == BPF_WRITE) {
5233                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
5234                                         regno, reg_type_str(env, reg->type));
5235                                 return -EACCES;
5236                         }
5237                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
5238                 } else {
5239                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
5240                 }
5241
5242                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
5243                                           max_access);
5244
5245                 if (!err && value_regno >= 0 && (rdonly_mem || t == BPF_READ))
5246                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
5247         } else {
5248                 verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
5249                         reg_type_str(env, reg->type));
5250                 return -EACCES;
5251         }
5252
5253         if (!err && size < BPF_REG_SIZE && value_regno >= 0 && t == BPF_READ &&
5254             regs[value_regno].type == SCALAR_VALUE) {
5255                 /* b/h/w load zero-extends, mark upper bits as known 0 */
5256                 coerce_reg_to_size(&regs[value_regno], size);
5257         }
5258         return err;
5259 }
5260
5261 static int check_atomic(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, struct bpf_insn *insn)
5262 {
5263         int load_reg;
5264         int err;
5265
5266         switch (insn->imm) {
5267         case BPF_ADD:
5268         case BPF_ADD | BPF_FETCH:
5269         case BPF_AND:
5270         case BPF_AND | BPF_FETCH:
5271         case BPF_OR:
5272         case BPF_OR | BPF_FETCH:
5273         case BPF_XOR:
5274         case BPF_XOR | BPF_FETCH:
5275         case BPF_XCHG:
5276         case BPF_CMPXCHG:
5277                 break;
5278         default:
5279                 verbose(env, "BPF_ATOMIC uses invalid atomic opcode %02x\n", insn->imm);
5280                 return -EINVAL;
5281         }
5282
5283         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W && BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
5284                 verbose(env, "invalid atomic operand size\n");
5285                 return -EINVAL;
5286         }
5287
5288         /* check src1 operand */
5289         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
5290         if (err)
5291                 return err;
5292
5293         /* check src2 operand */
5294         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
5295         if (err)
5296                 return err;
5297
5298         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG) {
5299                 /* Check comparison of R0 with memory location */
5300                 const u32 aux_reg = BPF_REG_0;
5301
5302                 err = check_reg_arg(env, aux_reg, SRC_OP);
5303                 if (err)
5304                         return err;
5305
5306                 if (is_pointer_value(env, aux_reg)) {
5307                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", aux_reg);
5308                         return -EACCES;
5309                 }
5310         }
5311
5312         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
5313                 verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", insn->src_reg);
5314                 return -EACCES;
5315         }
5316
5317         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg) ||
5318             is_pkt_reg(env, insn->dst_reg) ||
5319             is_flow_key_reg(env, insn->dst_reg) ||
5320             is_sk_reg(env, insn->dst_reg)) {
5321                 verbose(env, "BPF_ATOMIC stores into R%d %s is not allowed\n",
5322                         insn->dst_reg,
5323                         reg_type_str(env, reg_state(env, insn->dst_reg)->type));
5324                 return -EACCES;
5325         }
5326
5327         if (insn->imm & BPF_FETCH) {
5328                 if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
5329                         load_reg = BPF_REG_0;
5330                 else
5331                         load_reg = insn->src_reg;
5332
5333                 /* check and record load of old value */
5334                 err = check_reg_arg(env, load_reg, DST_OP);
5335                 if (err)
5336                         return err;
5337         } else {
5338                 /* This instruction accesses a memory location but doesn't
5339                  * actually load it into a register.
5340                  */
5341                 load_reg = -1;
5342         }
5343
5344         /* Check whether we can read the memory, with second call for fetch
5345          * case to simulate the register fill.
5346          */
5347         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
5348                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, -1, true);
5349         if (!err && load_reg >= 0)
5350                 err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
5351                                        BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, load_reg,
5352                                        true);
5353         if (err)
5354                 return err;
5355
5356         /* Check whether we can write into the same memory. */
5357         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
5358                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE, -1, true);
5359         if (err)
5360                 return err;
5361
5362         return 0;
5363 }
5364
5365 /* When register 'regno' is used to read the stack (either directly or through
5366  * a helper function) make sure that it's within stack boundary and, depending
5367  * on the access type, that all elements of the stack are initialized.
5368  *
5369  * 'off' includes 'regno->off', but not its dynamic part (if any).
5370  *
5371  * All registers that have been spilled on the stack in the slots within the
5372  * read offsets are marked as read.
5373  */
5374 static int check_stack_range_initialized(
5375                 struct bpf_verifier_env *env, int regno, int off,
5376                 int access_size, bool zero_size_allowed,
5377                 enum bpf_access_src type, struct bpf_call_arg_meta *meta)
5378 {
5379         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5380         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
5381         int err, min_off, max_off, i, j, slot, spi;
5382         char *err_extra = type == ACCESS_HELPER ? " indirect" : "";
5383         enum bpf_access_type bounds_check_type;
5384         /* Some accesses can write anything into the stack, others are
5385          * read-only.
5386          */
5387         bool clobber = false;
5388
5389         if (access_size == 0 && !zero_size_allowed) {
5390                 verbose(env, "invalid zero-sized read\n");
5391                 return -EACCES;
5392         }
5393
5394         if (type == ACCESS_HELPER) {
5395                 /* The bounds checks for writes are more permissive than for
5396                  * reads. However, if raw_mode is not set, we'll do extra
5397                  * checks below.
5398                  */
5399                 bounds_check_type = BPF_WRITE;
5400                 clobber = true;
5401         } else {
5402                 bounds_check_type = BPF_READ;
5403         }
5404         err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, access_size,
5405                                                type, bounds_check_type);
5406         if (err)
5407                 return err;
5408
5409
5410         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
5411                 min_off = max_off = reg->var_off.value + off;
5412         } else {
5413                 /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for
5414                  * simplicity since it requires corresponding support in
5415                  * Spectre masking for stack ALU.
5416                  * See also retrieve_ptr_limit().
5417                  */
5418                 if (!env->bypass_spec_v1) {
5419                         char tn_buf[48];
5420
5421                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5422                         verbose(env, "R%d%s variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
5423                                 regno, err_extra, tn_buf);
5424                         return -EACCES;
5425                 }
5426                 /* Only initialized buffer on stack is allowed to be accessed
5427                  * with variable offset. With uninitialized buffer it's hard to
5428                  * guarantee that whole memory is marked as initialized on
5429                  * helper return since specific bounds are unknown what may
5430                  * cause uninitialized stack leaking.
5431                  */
5432                 if (meta && meta->raw_mode)
5433                         meta = NULL;
5434
5435                 min_off = reg->smin_value + off;
5436                 max_off = reg->smax_value + off;
5437         }
5438
5439         if (meta && meta->raw_mode) {
5440                 meta->access_size = access_size;
5441                 meta->regno = regno;
5442                 return 0;
5443         }
5444
5445         for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
5446                 u8 *stype;
5447
5448                 slot = -i - 1;
5449                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
5450                 if (state->allocated_stack <= slot)
5451                         goto err;
5452                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
5453                 if (*stype == STACK_MISC)
5454                         goto mark;
5455                 if (*stype == STACK_ZERO) {
5456                         if (clobber) {
5457                                 /* helper can write anything into the stack */
5458                                 *stype = STACK_MISC;
5459                         }
5460                         goto mark;
5461                 }
5462
5463                 if (is_spilled_reg(&state->stack[spi]) &&
5464                     (state->stack[spi].spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE ||
5465                      env->allow_ptr_leaks)) {
5466                         if (clobber) {
5467                                 __mark_reg_unknown(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
5468                                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
5469                                         scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[j]);
5470                         }
5471                         goto mark;
5472                 }
5473
5474 err:
5475                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
5476                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d off %d+%d size %d\n",
5477                                 err_extra, regno, min_off, i - min_off, access_size);
5478                 } else {
5479                         char tn_buf[48];
5480
5481                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5482                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d var_off %s+%d size %d\n",
5483                                 err_extra, regno, tn_buf, i - min_off, access_size);
5484                 }
5485                 return -EACCES;
5486 mark:
5487                 /* reading any byte out of 8-byte 'spill_slot' will cause
5488                  * the whole slot to be marked as 'read'
5489                  */
5490                 mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
5491                               state->stack[spi].spilled_ptr.parent,
5492                               REG_LIVE_READ64);
5493                 /* We do not set REG_LIVE_WRITTEN for stack slot, as we can not
5494                  * be sure that whether stack slot is written to or not. Hence,
5495                  * we must still conservatively propagate reads upwards even if
5496                  * helper may write to the entire memory range.
5497                  */
5498         }
5499         return update_stack_depth(env, state, min_off);
5500 }
5501
5502 static int check_helper_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
5503                                    int access_size, bool zero_size_allowed,
5504                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
5505 {
5506         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
5507         u32 *max_access;
5508
5509         switch (base_type(reg->type)) {
5510         case PTR_TO_PACKET:
5511         case PTR_TO_PACKET_META:
5512                 return check_packet_access(env, regno, reg->off, access_size,
5513                                            zero_size_allowed);
5514         case PTR_TO_MAP_KEY:
5515                 if (meta && meta->raw_mode) {
5516                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
5517                                 reg_type_str(env, reg->type));
5518                         return -EACCES;
5519                 }
5520                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off, access_size,
5521                                                reg->map_ptr->key_size, false);
5522         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5523                 if (check_map_access_type(env, regno, reg->off, access_size,
5524                                           meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE :
5525                                           BPF_READ))
5526                         return -EACCES;
5527                 return check_map_access(env, regno, reg->off, access_size,
5528                                         zero_size_allowed, ACCESS_HELPER);
5529         case PTR_TO_MEM:
5530                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
5531                         if (meta && meta->raw_mode) {
5532                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
5533                                         reg_type_str(env, reg->type));
5534                                 return -EACCES;
5535                         }
5536                 }
5537                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off,
5538                                                access_size, reg->mem_size,
5539                                                zero_size_allowed);
5540         case PTR_TO_BUF:
5541                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
5542                         if (meta && meta->raw_mode) {
5543                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
5544                                         reg_type_str(env, reg->type));
5545                                 return -EACCES;
5546                         }
5547
5548                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
5549                 } else {
5550                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
5551                 }
5552                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
5553                                            access_size, zero_size_allowed,
5554                                            max_access);
5555         case PTR_TO_STACK:
5556                 return check_stack_range_initialized(
5557                                 env,
5558                                 regno, reg->off, access_size,
5559                                 zero_size_allowed, ACCESS_HELPER, meta);
5560         case PTR_TO_CTX:
5561                 /* in case the function doesn't know how to access the context,
5562                  * (because we are in a program of type SYSCALL for example), we
5563                  * can not statically check its size.
5564                  * Dynamically check it now.
5565                  */
5566                 if (!env->ops->convert_ctx_access) {
5567                         enum bpf_access_type atype = meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE : BPF_READ;
5568                         int offset = access_size - 1;
5569
5570                         /* Allow zero-byte read from PTR_TO_CTX */
5571                         if (access_size == 0)
5572                                 return zero_size_allowed ? 0 : -EACCES;
5573
5574                         return check_mem_access(env, env->insn_idx, regno, offset, BPF_B,
5575                                                 atype, -1, false);
5576                 }
5577
5578                 fallthrough;
5579         default: /* scalar_value or invalid ptr */
5580                 /* Allow zero-byte read from NULL, regardless of pointer type */
5581                 if (zero_size_allowed && access_size == 0 &&
5582                     register_is_null(reg))
5583                         return 0;
5584
5585                 verbose(env, "R%d type=%s ", regno,
5586                         reg_type_str(env, reg->type));
5587                 verbose(env, "expected=%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_STACK));
5588                 return -EACCES;
5589         }
5590 }
5591
5592 static int check_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env,
5593                               struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
5594                               bool zero_size_allowed,
5595                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
5596 {
5597         int err;
5598
5599         /* This is used to refine r0 return value bounds for helpers
5600          * that enforce this value as an upper bound on return values.
5601          * See do_refine_retval_range() for helpers that can refine
5602          * the return value. C type of helper is u32 so we pull register
5603          * bound from umax_value however, if negative verifier errors
5604          * out. Only upper bounds can be learned because retval is an
5605          * int type and negative retvals are allowed.
5606          */
5607         meta->msize_max_value = reg->umax_value;
5608
5609         /* The register is SCALAR_VALUE; the access check
5610          * happens using its boundaries.
5611          */
5612         if (!tnum_is_const(reg->var_off))
5613                 /* For unprivileged variable accesses, disable raw
5614                  * mode so that the program is required to
5615                  * initialize all the memory that the helper could
5616                  * just partially fill up.
5617                  */
5618                 meta = NULL;
5619
5620         if (reg->smin_value < 0) {
5621                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned or 'var &= const'\n",
5622                         regno);
5623                 return -EACCES;
5624         }
5625
5626         if (reg->umin_value == 0) {
5627                 err = check_helper_mem_access(env, regno - 1, 0,
5628                                               zero_size_allowed,
5629                                               meta);
5630                 if (err)
5631                         return err;
5632         }
5633
5634         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_SIZ) {
5635                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
5636                         regno);
5637                 return -EACCES;
5638         }
5639         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1,
5640                                       reg->umax_value,
5641                                       zero_size_allowed, meta);
5642         if (!err)
5643                 err = mark_chain_precision(env, regno);
5644         return err;
5645 }
5646
5647 int check_mem_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
5648                    u32 regno, u32 mem_size)
5649 {
5650         bool may_be_null = type_may_be_null(reg->type);
5651         struct bpf_reg_state saved_reg;
5652         struct bpf_call_arg_meta meta;
5653         int err;
5654
5655         if (register_is_null(reg))
5656                 return 0;
5657
5658         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
5659         /* Assuming that the register contains a value check if the memory
5660          * access is safe. Temporarily save and restore the register's state as
5661          * the conversion shouldn't be visible to a caller.
5662          */
5663         if (may_be_null) {
5664                 saved_reg = *reg;
5665                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
5666         }
5667
5668         err = check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
5669         /* Check access for BPF_WRITE */
5670         meta.raw_mode = true;
5671         err = err ?: check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
5672
5673         if (may_be_null)
5674                 *reg = saved_reg;
5675
5676         return err;
5677 }
5678
5679 static int check_kfunc_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
5680                                     u32 regno)
5681 {
5682         struct bpf_reg_state *mem_reg = &cur_regs(env)[regno - 1];
5683         bool may_be_null = type_may_be_null(mem_reg->type);
5684         struct bpf_reg_state saved_reg;
5685         struct bpf_call_arg_meta meta;
5686         int err;
5687
5688         WARN_ON_ONCE(regno < BPF_REG_2 || regno > BPF_REG_5);
5689
5690         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
5691
5692         if (may_be_null) {
5693                 saved_reg = *mem_reg;
5694                 mark_ptr_not_null_reg(mem_reg);
5695         }
5696
5697         err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
5698         /* Check access for BPF_WRITE */
5699         meta.raw_mode = true;
5700         err = err ?: check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
5701
5702         if (may_be_null)
5703                 *mem_reg = saved_reg;
5704         return err;
5705 }
5706
5707 /* Implementation details:
5708  * bpf_map_lookup returns PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL.
5709  * bpf_obj_new returns PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_MAYBE_NULL.
5710  * Two bpf_map_lookups (even with the same key) will have different reg->id.
5711  * Two separate bpf_obj_new will also have different reg->id.
5712  * For traditional PTR_TO_MAP_VALUE or PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC, the verifier
5713  * clears reg->id after value_or_null->value transition, since the verifier only
5714  * cares about the range of access to valid map value pointer and doesn't care
5715  * about actual address of the map element.
5716  * For maps with 'struct bpf_spin_lock' inside map value the verifier keeps
5717  * reg->id > 0 after value_or_null->value transition. By doing so
5718  * two bpf_map_lookups will be considered two different pointers that
5719  * point to different bpf_spin_locks. Likewise for pointers to allocated objects
5720  * returned from bpf_obj_new.
5721  * The verifier allows taking only one bpf_spin_lock at a time to avoid
5722  * dead-locks.
5723  * Since only one bpf_spin_lock is allowed the checks are simpler than
5724  * reg_is_refcounted() logic. The verifier needs to remember only
5725  * one spin_lock instead of array of acquired_refs.
5726  * cur_state->active_lock remembers which map value element or allocated
5727  * object got locked and clears it after bpf_spin_unlock.
5728  */
5729 static int process_spin_lock(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
5730                              bool is_lock)
5731 {
5732         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
5733         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
5734         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
5735         u64 val = reg->var_off.value;
5736         struct bpf_map *map = NULL;
5737         struct btf *btf = NULL;
5738         struct btf_record *rec;
5739
5740         if (!is_const) {
5741                 verbose(env,
5742                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_spin_lock has to be at the constant offset\n",
5743                         regno);
5744                 return -EINVAL;
5745         }
5746         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
5747                 map = reg->map_ptr;
5748                 if (!map->btf) {
5749                         verbose(env,
5750                                 "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_spin_lock\n",
5751                                 map->name);
5752                         return -EINVAL;
5753                 }
5754         } else {
5755                 btf = reg->btf;
5756         }
5757
5758         rec = reg_btf_record(reg);
5759         if (!btf_record_has_field(rec, BPF_SPIN_LOCK)) {
5760                 verbose(env, "%s '%s' has no valid bpf_spin_lock\n", map ? "map" : "local",
5761                         map ? map->name : "kptr");
5762                 return -EINVAL;
5763         }
5764         if (rec->spin_lock_off != val + reg->off) {
5765                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_spin_lock' that is at %d\n",
5766                         val + reg->off, rec->spin_lock_off);
5767                 return -EINVAL;
5768         }
5769         if (is_lock) {
5770                 if (cur->active_lock.ptr) {
5771                         verbose(env,
5772                                 "Locking two bpf_spin_locks are not allowed\n");
5773                         return -EINVAL;
5774                 }
5775                 if (map)
5776                         cur->active_lock.ptr = map;
5777                 else
5778                         cur->active_lock.ptr = btf;
5779                 cur->active_lock.id = reg->id;
5780         } else {
5781                 struct bpf_func_state *fstate = cur_func(env);
5782                 void *ptr;
5783                 int i;
5784
5785                 if (map)
5786                         ptr = map;
5787                 else
5788                         ptr = btf;
5789
5790                 if (!cur->active_lock.ptr) {
5791                         verbose(env, "bpf_spin_unlock without taking a lock\n");
5792                         return -EINVAL;
5793                 }
5794                 if (cur->active_lock.ptr != ptr ||
5795                     cur->active_lock.id != reg->id) {
5796                         verbose(env, "bpf_spin_unlock of different lock\n");
5797                         return -EINVAL;
5798                 }
5799                 cur->active_lock.ptr = NULL;
5800                 cur->active_lock.id = 0;
5801
5802                 for (i = fstate->acquired_refs - 1; i >= 0; i--) {
5803                         int err;
5804
5805                         /* Complain on error because this reference state cannot
5806                          * be freed before this point, as bpf_spin_lock critical
5807                          * section does not allow functions that release the
5808                          * allocated object immediately.
5809                          */
5810                         if (!fstate->refs[i].release_on_unlock)
5811                                 continue;
5812                         err = release_reference(env, fstate->refs[i].id);
5813                         if (err) {
5814                                 verbose(env, "failed to release release_on_unlock reference");
5815                                 return err;
5816                         }
5817                 }
5818         }
5819         return 0;
5820 }
5821
5822 static int process_timer_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
5823                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
5824 {
5825         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
5826         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
5827         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
5828         u64 val = reg->var_off.value;
5829
5830         if (!is_const) {
5831                 verbose(env,
5832                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_timer has to be at the constant offset\n",
5833                         regno);
5834                 return -EINVAL;
5835         }
5836         if (!map->btf) {
5837                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_timer\n",
5838                         map->name);
5839                 return -EINVAL;
5840         }
5841         if (!btf_record_has_field(map->record, BPF_TIMER)) {
5842                 verbose(env, "map '%s' has no valid bpf_timer\n", map->name);
5843                 return -EINVAL;
5844         }
5845         if (map->record->timer_off != val + reg->off) {
5846                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_timer' that is at %d\n",
5847                         val + reg->off, map->record->timer_off);
5848                 return -EINVAL;
5849         }
5850         if (meta->map_ptr) {
5851                 verbose(env, "verifier bug. Two map pointers in a timer helper\n");
5852                 return -EFAULT;
5853         }
5854         meta->map_uid = reg->map_uid;
5855         meta->map_ptr = map;
5856         return 0;
5857 }
5858
5859 static int process_kptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
5860                              struct bpf_call_arg_meta *meta)
5861 {
5862         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
5863         struct bpf_map *map_ptr = reg->map_ptr;
5864         struct btf_field *kptr_field;
5865         u32 kptr_off;
5866
5867         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
5868                 verbose(env,
5869                         "R%d doesn't have constant offset. kptr has to be at the constant offset\n",
5870                         regno);
5871                 return -EINVAL;
5872         }
5873         if (!map_ptr->btf) {
5874                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_kptr_xchg\n",
5875                         map_ptr->name);
5876                 return -EINVAL;
5877         }
5878         if (!btf_record_has_field(map_ptr->record, BPF_KPTR)) {
5879                 verbose(env, "map '%s' has no valid kptr\n", map_ptr->name);
5880                 return -EINVAL;
5881         }
5882
5883         meta->map_ptr = map_ptr;
5884         kptr_off = reg->off + reg->var_off.value;
5885         kptr_field = btf_record_find(map_ptr->record, kptr_off, BPF_KPTR);
5886         if (!kptr_field) {
5887                 verbose(env, "off=%d doesn't point to kptr\n", kptr_off);
5888                 return -EACCES;
5889         }
5890         if (kptr_field->type != BPF_KPTR_REF) {
5891                 verbose(env, "off=%d kptr isn't referenced kptr\n", kptr_off);
5892                 return -EACCES;
5893         }
5894         meta->kptr_field = kptr_field;
5895         return 0;
5896 }
5897
5898 /* There are two register types representing a bpf_dynptr, one is PTR_TO_STACK
5899  * which points to a stack slot, and the other is CONST_PTR_TO_DYNPTR.
5900  *
5901  * In both cases we deal with the first 8 bytes, but need to mark the next 8
5902  * bytes as STACK_DYNPTR in case of PTR_TO_STACK. In case of
5903  * CONST_PTR_TO_DYNPTR, we are guaranteed to get the beginning of the object.
5904  *
5905  * Mutability of bpf_dynptr is at two levels, one is at the level of struct
5906  * bpf_dynptr itself, i.e. whether the helper is receiving a pointer to struct
5907  * bpf_dynptr or pointer to const struct bpf_dynptr. In the former case, it can
5908  * mutate the view of the dynptr and also possibly destroy it. In the latter
5909  * case, it cannot mutate the bpf_dynptr itself but it can still mutate the
5910  * memory that dynptr points to.
5911  *
5912  * The verifier will keep track both levels of mutation (bpf_dynptr's in
5913  * reg->type and the memory's in reg->dynptr.type), but there is no support for
5914  * readonly dynptr view yet, hence only the first case is tracked and checked.
5915  *
5916  * This is consistent with how C applies the const modifier to a struct object,
5917  * where the pointer itself inside bpf_dynptr becomes const but not what it
5918  * points to.
5919  *
5920  * Helpers which do not mutate the bpf_dynptr set MEM_RDONLY in their argument
5921  * type, and declare it as 'const struct bpf_dynptr *' in their prototype.
5922  */
5923 int process_dynptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
5924                         enum bpf_arg_type arg_type, struct bpf_call_arg_meta *meta)
5925 {
5926         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
5927
5928         /* MEM_UNINIT and MEM_RDONLY are exclusive, when applied to an
5929          * ARG_PTR_TO_DYNPTR (or ARG_PTR_TO_DYNPTR | DYNPTR_TYPE_*):
5930          */
5931         if ((arg_type & (MEM_UNINIT | MEM_RDONLY)) == (MEM_UNINIT | MEM_RDONLY)) {
5932                 verbose(env, "verifier internal error: misconfigured dynptr helper type flags\n");
5933                 return -EFAULT;
5934         }
5935         /* CONST_PTR_TO_DYNPTR already has fixed and var_off as 0 due to
5936          * check_func_arg_reg_off's logic. We only need to check offset
5937          * alignment for PTR_TO_STACK.
5938          */
5939         if (reg->type == PTR_TO_STACK && (reg->off % BPF_REG_SIZE)) {
5940                 verbose(env, "cannot pass in dynptr at an offset=%d\n", reg->off);
5941                 return -EINVAL;
5942         }
5943         /*  MEM_UNINIT - Points to memory that is an appropriate candidate for
5944          *               constructing a mutable bpf_dynptr object.
5945          *
5946          *               Currently, this is only possible with PTR_TO_STACK
5947          *               pointing to a region of at least 16 bytes which doesn't
5948          *               contain an existing bpf_dynptr.
5949          *
5950          *  MEM_RDONLY - Points to a initialized bpf_dynptr that will not be
5951          *               mutated or destroyed. However, the memory it points to
5952          *               may be mutated.
5953          *
5954          *  None       - Points to a initialized dynptr that can be mutated and
5955          *               destroyed, including mutation of the memory it points
5956          *               to.
5957          */
5958         if (arg_type & MEM_UNINIT) {
5959                 if (!is_dynptr_reg_valid_uninit(env, reg)) {
5960                         verbose(env, "Dynptr has to be an uninitialized dynptr\n");
5961                         return -EINVAL;
5962                 }
5963
5964                 /* We only support one dynptr being uninitialized at the moment,
5965                  * which is sufficient for the helper functions we have right now.
5966                  */
5967                 if (meta->uninit_dynptr_regno) {
5968                         verbose(env, "verifier internal error: multiple uninitialized dynptr args\n");
5969                         return -EFAULT;
5970                 }
5971
5972                 meta->uninit_dynptr_regno = regno;
5973         } else /* MEM_RDONLY and None case from above */ {
5974                 /* For the reg->type == PTR_TO_STACK case, bpf_dynptr is never const */
5975                 if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR && !(arg_type & MEM_RDONLY)) {
5976                         verbose(env, "cannot pass pointer to const bpf_dynptr, the helper mutates it\n");
5977                         return -EINVAL;
5978                 }
5979
5980                 if (!is_dynptr_reg_valid_init(env, reg)) {
5981                         verbose(env,
5982                                 "Expected an initialized dynptr as arg #%d\n",
5983                                 regno);
5984                         return -EINVAL;
5985                 }
5986
5987                 /* Fold modifiers (in this case, MEM_RDONLY) when checking expected type */
5988                 if (!is_dynptr_type_expected(env, reg, arg_type & ~MEM_RDONLY)) {
5989                         const char *err_extra = "";
5990
5991                         switch (arg_type & DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK) {
5992                         case DYNPTR_TYPE_LOCAL:
5993                                 err_extra = "local";
5994                                 break;
5995                         case DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
5996                                 err_extra = "ringbuf";
5997                                 break;
5998                         default:
5999                                 err_extra = "<unknown>";
6000                                 break;
6001                         }
6002                         verbose(env,
6003                                 "Expected a dynptr of type %s as arg #%d\n",
6004                                 err_extra, regno);
6005                         return -EINVAL;
6006                 }
6007         }
6008         return 0;
6009 }
6010
6011 static bool arg_type_is_mem_size(enum bpf_arg_type type)
6012 {
6013         return type == ARG_CONST_SIZE ||
6014                type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO;
6015 }
6016
6017 static bool arg_type_is_release(enum bpf_arg_type type)
6018 {
6019         return type & OBJ_RELEASE;
6020 }
6021
6022 static bool arg_type_is_dynptr(enum bpf_arg_type type)
6023 {
6024         return base_type(type) == ARG_PTR_TO_DYNPTR;
6025 }
6026
6027 static int int_ptr_type_to_size(enum bpf_arg_type type)
6028 {
6029         if (type == ARG_PTR_TO_INT)
6030                 return sizeof(u32);
6031         else if (type == ARG_PTR_TO_LONG)
6032                 return sizeof(u64);
6033
6034         return -EINVAL;
6035 }
6036
6037 static int resolve_map_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
6038                                  const struct bpf_call_arg_meta *meta,
6039                                  enum bpf_arg_type *arg_type)
6040 {
6041         if (!meta->map_ptr) {
6042                 /* kernel subsystem misconfigured verifier */
6043                 verbose(env, "invalid map_ptr to access map->type\n");
6044                 return -EACCES;
6045         }
6046
6047         switch (meta->map_ptr->map_type) {
6048         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
6049         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
6050                 if (*arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
6051                         *arg_type = ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON;
6052                 } else {
6053                         verbose(env, "invalid arg_type for sockmap/sockhash\n");
6054                         return -EINVAL;
6055                 }
6056                 break;
6057         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
6058                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_map_peek_elem)
6059                         *arg_type = ARG_PTR_TO_MAP_VALUE;
6060                 break;
6061         default:
6062                 break;
6063         }
6064         return 0;
6065 }
6066
6067 struct bpf_reg_types {
6068         const enum bpf_reg_type types[10];
6069         u32 *btf_id;
6070 };
6071
6072 static const struct bpf_reg_types sock_types = {
6073         .types = {
6074                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
6075                 PTR_TO_SOCKET,
6076                 PTR_TO_TCP_SOCK,
6077                 PTR_TO_XDP_SOCK,
6078         },
6079 };
6080
6081 #ifdef CONFIG_NET
6082 static const struct bpf_reg_types btf_id_sock_common_types = {
6083         .types = {
6084                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
6085                 PTR_TO_SOCKET,
6086                 PTR_TO_TCP_SOCK,
6087                 PTR_TO_XDP_SOCK,
6088                 PTR_TO_BTF_ID,
6089                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
6090         },
6091         .btf_id = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
6092 };
6093 #endif
6094
6095 static const struct bpf_reg_types mem_types = {
6096         .types = {
6097                 PTR_TO_STACK,
6098                 PTR_TO_PACKET,
6099                 PTR_TO_PACKET_META,
6100                 PTR_TO_MAP_KEY,
6101                 PTR_TO_MAP_VALUE,
6102                 PTR_TO_MEM,
6103                 PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF,
6104                 PTR_TO_BUF,
6105         },
6106 };
6107
6108 static const struct bpf_reg_types int_ptr_types = {
6109         .types = {
6110                 PTR_TO_STACK,
6111                 PTR_TO_PACKET,
6112                 PTR_TO_PACKET_META,
6113                 PTR_TO_MAP_KEY,
6114                 PTR_TO_MAP_VALUE,
6115         },
6116 };
6117
6118 static const struct bpf_reg_types spin_lock_types = {
6119         .types = {
6120                 PTR_TO_MAP_VALUE,
6121                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC,
6122         }
6123 };
6124
6125 static const struct bpf_reg_types fullsock_types = { .types = { PTR_TO_SOCKET } };
6126 static const struct bpf_reg_types scalar_types = { .types = { SCALAR_VALUE } };
6127 static const struct bpf_reg_types context_types = { .types = { PTR_TO_CTX } };
6128 static const struct bpf_reg_types ringbuf_mem_types = { .types = { PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF } };
6129 static const struct bpf_reg_types const_map_ptr_types = { .types = { CONST_PTR_TO_MAP } };
6130 static const struct bpf_reg_types btf_ptr_types = {
6131         .types = {
6132                 PTR_TO_BTF_ID,
6133                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
6134                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU,
6135         },
6136 };
6137 static const struct bpf_reg_types percpu_btf_ptr_types = {
6138         .types = {
6139                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU,
6140                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | PTR_TRUSTED,
6141         }
6142 };
6143 static const struct bpf_reg_types func_ptr_types = { .types = { PTR_TO_FUNC } };
6144 static const struct bpf_reg_types stack_ptr_types = { .types = { PTR_TO_STACK } };
6145 static const struct bpf_reg_types const_str_ptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
6146 static const struct bpf_reg_types timer_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
6147 static const struct bpf_reg_types kptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
6148 static const struct bpf_reg_types dynptr_types = {
6149         .types = {
6150                 PTR_TO_STACK,
6151                 CONST_PTR_TO_DYNPTR,
6152         }
6153 };
6154
6155 static const struct bpf_reg_types *compatible_reg_types[__BPF_ARG_TYPE_MAX] = {
6156         [ARG_PTR_TO_MAP_KEY]            = &mem_types,
6157         [ARG_PTR_TO_MAP_VALUE]          = &mem_types,
6158         [ARG_CONST_SIZE]                = &scalar_types,
6159         [ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO]        = &scalar_types,
6160         [ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO]  = &scalar_types,
6161         [ARG_CONST_MAP_PTR]             = &const_map_ptr_types,
6162         [ARG_PTR_TO_CTX]                = &context_types,
6163         [ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON]        = &sock_types,
6164 #ifdef CONFIG_NET
6165         [ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON] = &btf_id_sock_common_types,
6166 #endif
6167         [ARG_PTR_TO_SOCKET]             = &fullsock_types,
6168         [ARG_PTR_TO_BTF_ID]             = &btf_ptr_types,
6169         [ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK]          = &spin_lock_types,
6170         [ARG_PTR_TO_MEM]                = &mem_types,
6171         [ARG_PTR_TO_RINGBUF_MEM]        = &ringbuf_mem_types,
6172         [ARG_PTR_TO_INT]                = &int_ptr_types,
6173         [ARG_PTR_TO_LONG]               = &int_ptr_types,
6174         [ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID]      = &percpu_btf_ptr_types,
6175         [ARG_PTR_TO_FUNC]               = &func_ptr_types,
6176         [ARG_PTR_TO_STACK]              = &stack_ptr_types,
6177         [ARG_PTR_TO_CONST_STR]          = &const_str_ptr_types,
6178         [ARG_PTR_TO_TIMER]              = &timer_types,
6179         [ARG_PTR_TO_KPTR]               = &kptr_types,
6180         [ARG_PTR_TO_DYNPTR]             = &dynptr_types,
6181 };
6182
6183 static int check_reg_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
6184                           enum bpf_arg_type arg_type,
6185                           const u32 *arg_btf_id,
6186                           struct bpf_call_arg_meta *meta)
6187 {
6188         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
6189         enum bpf_reg_type expected, type = reg->type;
6190         const struct bpf_reg_types *compatible;
6191         int i, j;
6192
6193         compatible = compatible_reg_types[base_type(arg_type)];
6194         if (!compatible) {
6195                 verbose(env, "verifier internal error: unsupported arg type %d\n", arg_type);
6196                 return -EFAULT;
6197         }
6198
6199         /* ARG_PTR_TO_MEM + RDONLY is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + RDONLY,
6200          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM and NOT with PTR_TO_MEM + RDONLY
6201          *
6202          * Same for MAYBE_NULL:
6203          *
6204          * ARG_PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL,
6205          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM but NOT with PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL
6206          *
6207          * Therefore we fold these flags depending on the arg_type before comparison.
6208          */
6209         if (arg_type & MEM_RDONLY)
6210                 type &= ~MEM_RDONLY;
6211         if (arg_type & PTR_MAYBE_NULL)
6212                 type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
6213
6214         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(compatible->types); i++) {
6215                 expected = compatible->types[i];
6216                 if (expected == NOT_INIT)
6217                         break;
6218
6219                 if (type == expected)
6220                         goto found;
6221         }
6222
6223         verbose(env, "R%d type=%s expected=", regno, reg_type_str(env, reg->type));
6224         for (j = 0; j + 1 < i; j++)
6225                 verbose(env, "%s, ", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
6226         verbose(env, "%s\n", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
6227         return -EACCES;
6228
6229 found:
6230         if (reg->type == PTR_TO_BTF_ID || reg->type & PTR_TRUSTED) {
6231                 /* For bpf_sk_release, it needs to match against first member
6232                  * 'struct sock_common', hence make an exception for it. This
6233                  * allows bpf_sk_release to work for multiple socket types.
6234                  */
6235                 bool strict_type_match = arg_type_is_release(arg_type) &&
6236                                          meta->func_id != BPF_FUNC_sk_release;
6237
6238                 if (!arg_btf_id) {
6239                         if (!compatible->btf_id) {
6240                                 verbose(env, "verifier internal error: missing arg compatible BTF ID\n");
6241                                 return -EFAULT;
6242                         }
6243                         arg_btf_id = compatible->btf_id;
6244                 }
6245
6246                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
6247                         if (map_kptr_match_type(env, meta->kptr_field, reg, regno))
6248                                 return -EACCES;
6249                 } else {
6250                         if (arg_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
6251                                 verbose(env, "verifier internal error:");
6252                                 verbose(env, "R%d has non-overwritten BPF_PTR_POISON type\n",
6253                                         regno);
6254                                 return -EACCES;
6255                         }
6256
6257                         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
6258                                                   btf_vmlinux, *arg_btf_id,
6259                                                   strict_type_match)) {
6260                                 verbose(env, "R%d is of type %s but %s is expected\n",
6261                                         regno, kernel_type_name(reg->btf, reg->btf_id),
6262                                         kernel_type_name(btf_vmlinux, *arg_btf_id));
6263                                 return -EACCES;
6264                         }
6265                 }
6266         } else if (type_is_alloc(reg->type)) {
6267                 if (meta->func_id != BPF_FUNC_spin_lock && meta->func_id != BPF_FUNC_spin_unlock) {
6268                         verbose(env, "verifier internal error: unimplemented handling of MEM_ALLOC\n");
6269                         return -EFAULT;
6270                 }
6271         }
6272
6273         return 0;
6274 }
6275
6276 int check_func_arg_reg_off(struct bpf_verifier_env *env,
6277                            const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
6278                            enum bpf_arg_type arg_type)
6279 {
6280         u32 type = reg->type;
6281
6282         /* When referenced register is passed to release function, its fixed
6283          * offset must be 0.
6284          *
6285          * We will check arg_type_is_release reg has ref_obj_id when storing
6286          * meta->release_regno.
6287          */
6288         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
6289                 /* ARG_PTR_TO_DYNPTR with OBJ_RELEASE is a bit special, as it
6290                  * may not directly point to the object being released, but to
6291                  * dynptr pointing to such object, which might be at some offset
6292                  * on the stack. In that case, we simply to fallback to the
6293                  * default handling.
6294                  */
6295                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type) && type == PTR_TO_STACK)
6296                         return 0;
6297                 /* Doing check_ptr_off_reg check for the offset will catch this
6298                  * because fixed_off_ok is false, but checking here allows us
6299                  * to give the user a better error message.
6300                  */
6301                 if (reg->off) {
6302                         verbose(env, "R%d must have zero offset when passed to release func or trusted arg to kfunc\n",
6303                                 regno);
6304                         return -EINVAL;
6305                 }
6306                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
6307         }
6308
6309         switch (type) {
6310         /* Pointer types where both fixed and variable offset is explicitly allowed: */
6311         case PTR_TO_STACK:
6312         case PTR_TO_PACKET:
6313         case PTR_TO_PACKET_META:
6314         case PTR_TO_MAP_KEY:
6315         case PTR_TO_MAP_VALUE:
6316         case PTR_TO_MEM:
6317         case PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY:
6318         case PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF:
6319         case PTR_TO_BUF:
6320         case PTR_TO_BUF | MEM_RDONLY:
6321         case SCALAR_VALUE:
6322                 return 0;
6323         /* All the rest must be rejected, except PTR_TO_BTF_ID which allows
6324          * fixed offset.
6325          */
6326         case PTR_TO_BTF_ID:
6327         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
6328         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED:
6329         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU:
6330         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_TRUSTED:
6331                 /* When referenced PTR_TO_BTF_ID is passed to release function,
6332                  * its fixed offset must be 0. In the other cases, fixed offset
6333                  * can be non-zero. This was already checked above. So pass
6334                  * fixed_off_ok as true to allow fixed offset for all other
6335                  * cases. var_off always must be 0 for PTR_TO_BTF_ID, hence we
6336                  * still need to do checks instead of returning.
6337                  */
6338                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true);
6339         default:
6340                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
6341         }
6342 }
6343
6344 static u32 dynptr_ref_obj_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
6345 {
6346         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
6347         int spi;
6348
6349         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
6350                 return reg->ref_obj_id;
6351
6352         spi = get_spi(reg->off);
6353         return state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
6354 }
6355
6356 static int check_func_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 arg,
6357                           struct bpf_call_arg_meta *meta,
6358                           const struct bpf_func_proto *fn)
6359 {
6360         u32 regno = BPF_REG_1 + arg;
6361         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
6362         enum bpf_arg_type arg_type = fn->arg_type[arg];
6363         enum bpf_reg_type type = reg->type;
6364         u32 *arg_btf_id = NULL;
6365         int err = 0;
6366
6367         if (arg_type == ARG_DONTCARE)
6368                 return 0;
6369
6370         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
6371         if (err)
6372                 return err;
6373
6374         if (arg_type == ARG_ANYTHING) {
6375                 if (is_pointer_value(env, regno)) {
6376                         verbose(env, "R%d leaks addr into helper function\n",
6377                                 regno);
6378                         return -EACCES;
6379                 }
6380                 return 0;
6381         }
6382
6383         if (type_is_pkt_pointer(type) &&
6384             !may_access_direct_pkt_data(env, meta, BPF_READ)) {
6385                 verbose(env, "helper access to the packet is not allowed\n");
6386                 return -EACCES;
6387         }
6388
6389         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
6390                 err = resolve_map_arg_type(env, meta, &arg_type);
6391                 if (err)
6392                         return err;
6393         }
6394
6395         if (register_is_null(reg) && type_may_be_null(arg_type))
6396                 /* A NULL register has a SCALAR_VALUE type, so skip
6397                  * type checking.
6398                  */
6399                 goto skip_type_check;
6400
6401         /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
6402         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_BTF_ID ||
6403             base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK)
6404                 arg_btf_id = fn->arg_btf_id[arg];
6405
6406         err = check_reg_type(env, regno, arg_type, arg_btf_id, meta);
6407         if (err)
6408                 return err;
6409
6410         err = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
6411         if (err)
6412                 return err;
6413
6414 skip_type_check:
6415         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
6416                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type)) {
6417                         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
6418                         int spi;
6419
6420                         /* Only dynptr created on stack can be released, thus
6421                          * the get_spi and stack state checks for spilled_ptr
6422                          * should only be done before process_dynptr_func for
6423                          * PTR_TO_STACK.
6424                          */
6425                         if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
6426                                 spi = get_spi(reg->off);
6427                                 if (!is_spi_bounds_valid(state, spi, BPF_DYNPTR_NR_SLOTS) ||
6428                                     !state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id) {
6429                                         verbose(env, "arg %d is an unacquired reference\n", regno);
6430                                         return -EINVAL;
6431                                 }
6432                         } else {
6433                                 verbose(env, "cannot release unowned const bpf_dynptr\n");
6434                                 return -EINVAL;
6435                         }
6436                 } else if (!reg->ref_obj_id && !register_is_null(reg)) {
6437                         verbose(env, "R%d must be referenced when passed to release function\n",
6438                                 regno);
6439                         return -EINVAL;
6440                 }
6441                 if (meta->release_regno) {
6442                         verbose(env, "verifier internal error: more than one release argument\n");
6443                         return -EFAULT;
6444                 }
6445                 meta->release_regno = regno;
6446         }
6447
6448         if (reg->ref_obj_id) {
6449                 if (meta->ref_obj_id) {
6450                         verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
6451                                 regno, reg->ref_obj_id,
6452                                 meta->ref_obj_id);
6453                         return -EFAULT;
6454                 }
6455                 meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
6456         }
6457
6458         switch (base_type(arg_type)) {
6459         case ARG_CONST_MAP_PTR:
6460                 /* bpf_map_xxx(map_ptr) call: remember that map_ptr */
6461                 if (meta->map_ptr) {
6462                         /* Use map_uid (which is unique id of inner map) to reject:
6463                          * inner_map1 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key1)
6464                          * inner_map2 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key2)
6465                          * if (inner_map1 && inner_map2) {
6466                          *     timer = bpf_map_lookup_elem(inner_map1);
6467                          *     if (timer)
6468                          *         // mismatch would have been allowed
6469                          *         bpf_timer_init(timer, inner_map2);
6470                          * }
6471                          *
6472                          * Comparing map_ptr is enough to distinguish normal and outer maps.
6473                          */
6474                         if (meta->map_ptr != reg->map_ptr ||
6475                             meta->map_uid != reg->map_uid) {
6476                                 verbose(env,
6477                                         "timer pointer in R1 map_uid=%d doesn't match map pointer in R2 map_uid=%d\n",
6478                                         meta->map_uid, reg->map_uid);
6479                                 return -EINVAL;
6480                         }
6481                 }
6482                 meta->map_ptr = reg->map_ptr;
6483                 meta->map_uid = reg->map_uid;
6484                 break;
6485         case ARG_PTR_TO_MAP_KEY:
6486                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., key) call:
6487                  * check that [key, key + map->key_size) are within
6488                  * stack limits and initialized
6489                  */
6490                 if (!meta->map_ptr) {
6491                         /* in function declaration map_ptr must come before
6492                          * map_key, so that it's verified and known before
6493                          * we have to check map_key here. Otherwise it means
6494                          * that kernel subsystem misconfigured verifier
6495                          */
6496                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->key\n");
6497                         return -EACCES;
6498                 }
6499                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
6500                                               meta->map_ptr->key_size, false,
6501                                               NULL);
6502                 break;
6503         case ARG_PTR_TO_MAP_VALUE:
6504                 if (type_may_be_null(arg_type) && register_is_null(reg))
6505                         return 0;
6506
6507                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., value) call:
6508                  * check [value, value + map->value_size) validity
6509                  */
6510                 if (!meta->map_ptr) {
6511                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
6512                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->value\n");
6513                         return -EACCES;
6514                 }
6515                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
6516                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
6517                                               meta->map_ptr->value_size, false,
6518                                               meta);
6519                 break;
6520         case ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID:
6521                 if (!reg->btf_id) {
6522                         verbose(env, "Helper has invalid btf_id in R%d\n", regno);
6523                         return -EACCES;
6524                 }
6525                 meta->ret_btf = reg->btf;
6526                 meta->ret_btf_id = reg->btf_id;
6527                 break;
6528         case ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK:
6529                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_lock) {
6530                         err = process_spin_lock(env, regno, true);
6531                         if (err)
6532                                 return err;
6533                 } else if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_unlock) {
6534                         err = process_spin_lock(env, regno, false);
6535                         if (err)
6536                                 return err;
6537                 } else {
6538                         verbose(env, "verifier internal error\n");
6539                         return -EFAULT;
6540                 }
6541                 break;
6542         case ARG_PTR_TO_TIMER:
6543                 err = process_timer_func(env, regno, meta);
6544                 if (err)
6545                         return err;
6546                 break;
6547         case ARG_PTR_TO_FUNC:
6548                 meta->subprogno = reg->subprogno;
6549                 break;
6550         case ARG_PTR_TO_MEM:
6551                 /* The access to this pointer is only checked when we hit the
6552                  * next is_mem_size argument below.
6553                  */
6554                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
6555                 if (arg_type & MEM_FIXED_SIZE) {
6556                         err = check_helper_mem_access(env, regno,
6557                                                       fn->arg_size[arg], false,
6558                                                       meta);
6559                 }
6560                 break;
6561         case ARG_CONST_SIZE:
6562                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, false, meta);
6563                 break;
6564         case ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO:
6565                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, meta);
6566                 break;
6567         case ARG_PTR_TO_DYNPTR:
6568                 err = process_dynptr_func(env, regno, arg_type, meta);
6569                 if (err)
6570                         return err;
6571                 break;
6572         case ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO:
6573                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
6574                         verbose(env, "R%d is not a known constant'\n",
6575                                 regno);
6576                         return -EACCES;
6577                 }
6578                 meta->mem_size = reg->var_off.value;
6579                 err = mark_chain_precision(env, regno);
6580                 if (err)
6581                         return err;
6582                 break;
6583         case ARG_PTR_TO_INT:
6584         case ARG_PTR_TO_LONG:
6585         {
6586                 int size = int_ptr_type_to_size(arg_type);
6587
6588                 err = check_helper_mem_access(env, regno, size, false, meta);
6589                 if (err)
6590                         return err;
6591                 err = check_ptr_alignment(env, reg, 0, size, true);
6592                 break;
6593         }
6594         case ARG_PTR_TO_CONST_STR:
6595         {
6596                 struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6597                 int map_off;
6598                 u64 map_addr;
6599                 char *str_ptr;
6600
6601                 if (!bpf_map_is_rdonly(map)) {
6602                         verbose(env, "R%d does not point to a readonly map'\n", regno);
6603                         return -EACCES;
6604                 }
6605
6606                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
6607                         verbose(env, "R%d is not a constant address'\n", regno);
6608                         return -EACCES;
6609                 }
6610
6611                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
6612                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
6613                         return -EACCES;
6614                 }
6615
6616                 err = check_map_access(env, regno, reg->off,
6617                                        map->value_size - reg->off, false,
6618                                        ACCESS_HELPER);
6619                 if (err)
6620                         return err;
6621
6622                 map_off = reg->off + reg->var_off.value;
6623                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &map_addr, map_off);
6624                 if (err) {
6625                         verbose(env, "direct value access on string failed\n");
6626                         return err;
6627                 }
6628
6629                 str_ptr = (char *)(long)(map_addr);
6630                 if (!strnchr(str_ptr + map_off, map->value_size - map_off, 0)) {
6631                         verbose(env, "string is not zero-terminated\n");
6632                         return -EINVAL;
6633                 }
6634                 break;
6635         }
6636         case ARG_PTR_TO_KPTR:
6637                 err = process_kptr_func(env, regno, meta);
6638                 if (err)
6639                         return err;
6640                 break;
6641         }
6642
6643         return err;
6644 }
6645
6646 static bool may_update_sockmap(struct bpf_verifier_env *env, int func_id)
6647 {
6648         enum bpf_attach_type eatype = env->prog->expected_attach_type;
6649         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
6650
6651         if (func_id != BPF_FUNC_map_update_elem)
6652                 return false;
6653
6654         /* It's not possible to get access to a locked struct sock in these
6655          * contexts, so updating is safe.
6656          */
6657         switch (type) {
6658         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
6659                 if (eatype == BPF_TRACE_ITER)
6660                         return true;
6661                 break;
6662         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
6663         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
6664         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
6665         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
6666         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
6667         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
6668         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
6669                 return true;
6670         default:
6671                 break;
6672         }
6673
6674         verbose(env, "cannot update sockmap in this context\n");
6675         return false;
6676 }
6677
6678 static bool allow_tail_call_in_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
6679 {
6680         return env->prog->jit_requested &&
6681                bpf_jit_supports_subprog_tailcalls();
6682 }
6683
6684 static int check_map_func_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
6685                                         struct bpf_map *map, int func_id)
6686 {
6687         if (!map)
6688                 return 0;
6689
6690         /* We need a two way check, first is from map perspective ... */
6691         switch (map->map_type) {
6692         case BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY:
6693                 if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
6694                         goto error;
6695                 break;
6696         case BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY:
6697                 if (func_id != BPF_FUNC_perf_event_read &&
6698                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_output &&
6699                     func_id != BPF_FUNC_skb_output &&
6700                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_read_value &&
6701                     func_id != BPF_FUNC_xdp_output)
6702                         goto error;
6703                 break;
6704         case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
6705                 if (func_id != BPF_FUNC_ringbuf_output &&
6706                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve &&
6707                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_query &&
6708                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr &&
6709                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr &&
6710                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr)
6711                         goto error;
6712                 break;
6713         case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
6714                 if (func_id != BPF_FUNC_user_ringbuf_drain)
6715                         goto error;
6716                 break;
6717         case BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE:
6718                 if (func_id != BPF_FUNC_get_stackid)
6719                         goto error;
6720                 break;
6721         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY:
6722                 if (func_id != BPF_FUNC_skb_under_cgroup &&
6723                     func_id != BPF_FUNC_current_task_under_cgroup)
6724                         goto error;
6725                 break;
6726         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE:
6727         case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE:
6728                 if (func_id != BPF_FUNC_get_local_storage)
6729                         goto error;
6730                 break;
6731         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP:
6732         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH:
6733                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
6734                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
6735                         goto error;
6736                 break;
6737         /* Restrict bpf side of cpumap and xskmap, open when use-cases
6738          * appear.
6739          */
6740         case BPF_MAP_TYPE_CPUMAP:
6741                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
6742                         goto error;
6743                 break;
6744         case BPF_MAP_TYPE_XSKMAP:
6745                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
6746                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
6747                         goto error;
6748                 break;
6749         case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
6750         case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
6751                 if (func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
6752                         goto error;
6753                 break;
6754         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
6755                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_map &&
6756                     func_id != BPF_FUNC_sock_map_update &&
6757                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
6758                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_map &&
6759                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
6760                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
6761                     !may_update_sockmap(env, func_id))
6762                         goto error;
6763                 break;
6764         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
6765                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_hash &&
6766                     func_id != BPF_FUNC_sock_hash_update &&
6767                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
6768                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_hash &&
6769                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
6770                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
6771                     !may_update_sockmap(env, func_id))
6772                         goto error;
6773                 break;
6774         case BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY:
6775                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport)
6776                         goto error;
6777                 break;
6778         case BPF_MAP_TYPE_QUEUE:
6779         case BPF_MAP_TYPE_STACK:
6780                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
6781                     func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
6782                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
6783                         goto error;
6784                 break;
6785         case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
6786                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_storage_get &&
6787                     func_id != BPF_FUNC_sk_storage_delete)
6788                         goto error;
6789                 break;
6790         case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
6791                 if (func_id != BPF_FUNC_inode_storage_get &&
6792                     func_id != BPF_FUNC_inode_storage_delete)
6793                         goto error;
6794                 break;
6795         case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
6796                 if (func_id != BPF_FUNC_task_storage_get &&
6797                     func_id != BPF_FUNC_task_storage_delete)
6798                         goto error;
6799                 break;
6800         case BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE:
6801                 if (func_id != BPF_FUNC_cgrp_storage_get &&
6802                     func_id != BPF_FUNC_cgrp_storage_delete)
6803                         goto error;
6804                 break;
6805         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
6806                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
6807                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
6808                         goto error;
6809                 break;
6810         default:
6811                 break;
6812         }
6813
6814         /* ... and second from the function itself. */
6815         switch (func_id) {
6816         case BPF_FUNC_tail_call:
6817                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
6818                         goto error;
6819                 if (env->subprog_cnt > 1 && !allow_tail_call_in_subprogs(env)) {
6820                         verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
6821                         return -EINVAL;
6822                 }
6823                 break;
6824         case BPF_FUNC_perf_event_read:
6825         case BPF_FUNC_perf_event_output:
6826         case BPF_FUNC_perf_event_read_value:
6827         case BPF_FUNC_skb_output:
6828         case BPF_FUNC_xdp_output:
6829                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY)
6830                         goto error;
6831                 break;
6832         case BPF_FUNC_ringbuf_output:
6833         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve:
6834         case BPF_FUNC_ringbuf_query:
6835         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr:
6836         case BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr:
6837         case BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr:
6838                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_RINGBUF)
6839                         goto error;
6840                 break;
6841         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
6842                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF)
6843                         goto error;
6844                 break;
6845         case BPF_FUNC_get_stackid:
6846                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE)
6847                         goto error;
6848                 break;
6849         case BPF_FUNC_current_task_under_cgroup:
6850         case BPF_FUNC_skb_under_cgroup:
6851                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY)
6852                         goto error;
6853                 break;
6854         case BPF_FUNC_redirect_map:
6855                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP &&
6856                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH &&
6857                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CPUMAP &&
6858                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_XSKMAP)
6859                         goto error;
6860                 break;
6861         case BPF_FUNC_sk_redirect_map:
6862         case BPF_FUNC_msg_redirect_map:
6863         case BPF_FUNC_sock_map_update:
6864                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP)
6865                         goto error;
6866                 break;
6867         case BPF_FUNC_sk_redirect_hash:
6868         case BPF_FUNC_msg_redirect_hash:
6869         case BPF_FUNC_sock_hash_update:
6870                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
6871                         goto error;
6872                 break;
6873         case BPF_FUNC_get_local_storage:
6874                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE &&
6875                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE)
6876                         goto error;
6877                 break;
6878         case BPF_FUNC_sk_select_reuseport:
6879                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY &&
6880                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP &&
6881                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
6882                         goto error;
6883                 break;
6884         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
6885                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
6886                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK)
6887                         goto error;
6888                 break;
6889         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
6890         case BPF_FUNC_map_push_elem:
6891                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
6892                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK &&
6893                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER)
6894                         goto error;
6895                 break;
6896         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
6897                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY &&
6898                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
6899                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH)
6900                         goto error;
6901                 break;
6902         case BPF_FUNC_sk_storage_get:
6903         case BPF_FUNC_sk_storage_delete:
6904                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE)
6905                         goto error;
6906                 break;
6907         case BPF_FUNC_inode_storage_get:
6908         case BPF_FUNC_inode_storage_delete:
6909                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE)
6910                         goto error;
6911                 break;
6912         case BPF_FUNC_task_storage_get:
6913         case BPF_FUNC_task_storage_delete:
6914                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE)
6915                         goto error;
6916                 break;
6917         case BPF_FUNC_cgrp_storage_get:
6918         case BPF_FUNC_cgrp_storage_delete:
6919                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE)
6920                         goto error;
6921                 break;
6922         default:
6923                 break;
6924         }
6925
6926         return 0;
6927 error:
6928         verbose(env, "cannot pass map_type %d into func %s#%d\n",
6929                 map->map_type, func_id_name(func_id), func_id);
6930         return -EINVAL;
6931 }
6932
6933 static bool check_raw_mode_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
6934 {
6935         int count = 0;
6936
6937         if (fn->arg1_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6938                 count++;
6939         if (fn->arg2_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6940                 count++;
6941         if (fn->arg3_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6942                 count++;
6943         if (fn->arg4_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6944                 count++;
6945         if (fn->arg5_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6946                 count++;
6947
6948         /* We only support one arg being in raw mode at the moment,
6949          * which is sufficient for the helper functions we have
6950          * right now.
6951          */
6952         return count <= 1;
6953 }
6954
6955 static bool check_args_pair_invalid(const struct bpf_func_proto *fn, int arg)
6956 {
6957         bool is_fixed = fn->arg_type[arg] & MEM_FIXED_SIZE;
6958         bool has_size = fn->arg_size[arg] != 0;
6959         bool is_next_size = false;
6960
6961         if (arg + 1 < ARRAY_SIZE(fn->arg_type))
6962                 is_next_size = arg_type_is_mem_size(fn->arg_type[arg + 1]);
6963
6964         if (base_type(fn->arg_type[arg]) != ARG_PTR_TO_MEM)
6965                 return is_next_size;
6966
6967         return has_size == is_next_size || is_next_size == is_fixed;
6968 }
6969
6970 static bool check_arg_pair_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
6971 {
6972         /* bpf_xxx(..., buf, len) call will access 'len'
6973          * bytes from memory 'buf'. Both arg types need
6974          * to be paired, so make sure there's no buggy
6975          * helper function specification.
6976          */
6977         if (arg_type_is_mem_size(fn->arg1_type) ||
6978             check_args_pair_invalid(fn, 0) ||
6979             check_args_pair_invalid(fn, 1) ||
6980             check_args_pair_invalid(fn, 2) ||
6981             check_args_pair_invalid(fn, 3) ||
6982             check_args_pair_invalid(fn, 4))
6983                 return false;
6984
6985         return true;
6986 }
6987
6988 static bool check_btf_id_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
6989 {
6990         int i;
6991
6992         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fn->arg_type); i++) {
6993                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_BTF_ID)
6994                         return !!fn->arg_btf_id[i];
6995                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK)
6996                         return fn->arg_btf_id[i] == BPF_PTR_POISON;
6997                 if (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_BTF_ID && fn->arg_btf_id[i] &&
6998                     /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
6999                     (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_MEM ||
7000                      !(fn->arg_type[i] & MEM_FIXED_SIZE)))
7001                         return false;
7002         }
7003
7004         return true;
7005 }
7006
7007 static int check_func_proto(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
7008 {
7009         return check_raw_mode_ok(fn) &&
7010                check_arg_pair_ok(fn) &&
7011                check_btf_id_ok(fn) ? 0 : -EINVAL;
7012 }
7013
7014 /* Packet data might have moved, any old PTR_TO_PACKET[_META,_END]
7015  * are now invalid, so turn them into unknown SCALAR_VALUE.
7016  */
7017 static void clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env)
7018 {
7019         struct bpf_func_state *state;
7020         struct bpf_reg_state *reg;
7021
7022         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
7023                 if (reg_is_pkt_pointer_any(reg))
7024                         __mark_reg_unknown(env, reg);
7025         }));
7026 }
7027
7028 enum {
7029         AT_PKT_END = -1,
7030         BEYOND_PKT_END = -2,
7031 };
7032
7033 static void mark_pkt_end(struct bpf_verifier_state *vstate, int regn, bool range_open)
7034 {
7035         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
7036         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regn];
7037
7038         if (reg->type != PTR_TO_PACKET)
7039                 /* PTR_TO_PACKET_META is not supported yet */
7040                 return;
7041
7042         /* The 'reg' is pkt > pkt_end or pkt >= pkt_end.
7043          * How far beyond pkt_end it goes is unknown.
7044          * if (!range_open) it's the case of pkt >= pkt_end
7045          * if (range_open) it's the case of pkt > pkt_end
7046          * hence this pointer is at least 1 byte bigger than pkt_end
7047          */
7048         if (range_open)
7049                 reg->range = BEYOND_PKT_END;
7050         else
7051                 reg->range = AT_PKT_END;
7052 }
7053
7054 /* The pointer with the specified id has released its reference to kernel
7055  * resources. Identify all copies of the same pointer and clear the reference.
7056  */
7057 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env,
7058                              int ref_obj_id)
7059 {
7060         struct bpf_func_state *state;
7061         struct bpf_reg_state *reg;
7062         int err;
7063
7064         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
7065         if (err)
7066                 return err;
7067
7068         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
7069                 if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id) {
7070                         if (!env->allow_ptr_leaks)
7071                                 __mark_reg_not_init(env, reg);
7072                         else
7073                                 __mark_reg_unknown(env, reg);
7074                 }
7075         }));
7076
7077         return 0;
7078 }
7079
7080 static void clear_caller_saved_regs(struct bpf_verifier_env *env,
7081                                     struct bpf_reg_state *regs)
7082 {
7083         int i;
7084
7085         /* after the call registers r0 - r5 were scratched */
7086         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
7087                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
7088                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
7089         }
7090 }
7091
7092 typedef int (*set_callee_state_fn)(struct bpf_verifier_env *env,
7093                                    struct bpf_func_state *caller,
7094                                    struct bpf_func_state *callee,
7095                                    int insn_idx);
7096
7097 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
7098                             struct bpf_func_state *caller,
7099                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx);
7100
7101 static int __check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
7102                              int *insn_idx, int subprog,
7103                              set_callee_state_fn set_callee_state_cb)
7104 {
7105         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
7106         struct bpf_func_info_aux *func_info_aux;
7107         struct bpf_func_state *caller, *callee;
7108         int err;
7109         bool is_global = false;
7110
7111         if (state->curframe + 1 >= MAX_CALL_FRAMES) {
7112                 verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep\n",
7113                         state->curframe + 2);
7114                 return -E2BIG;
7115         }
7116
7117         caller = state->frame[state->curframe];
7118         if (state->frame[state->curframe + 1]) {
7119                 verbose(env, "verifier bug. Frame %d already allocated\n",
7120                         state->curframe + 1);
7121                 return -EFAULT;
7122         }
7123
7124         func_info_aux = env->prog->aux->func_info_aux;
7125         if (func_info_aux)
7126                 is_global = func_info_aux[subprog].linkage == BTF_FUNC_GLOBAL;
7127         err = btf_check_subprog_call(env, subprog, caller->regs);
7128         if (err == -EFAULT)
7129                 return err;
7130         if (is_global) {
7131                 if (err) {
7132                         verbose(env, "Caller passes invalid args into func#%d\n",
7133                                 subprog);
7134                         return err;
7135                 } else {
7136                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
7137                                 verbose(env,
7138                                         "Func#%d is global and valid. Skipping.\n",
7139                                         subprog);
7140                         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
7141
7142                         /* All global functions return a 64-bit SCALAR_VALUE */
7143                         mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
7144                         caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
7145
7146                         /* continue with next insn after call */
7147                         return 0;
7148                 }
7149         }
7150
7151         /* set_callee_state is used for direct subprog calls, but we are
7152          * interested in validating only BPF helpers that can call subprogs as
7153          * callbacks
7154          */
7155         if (set_callee_state_cb != set_callee_state && !is_callback_calling_function(insn->imm)) {
7156                 verbose(env, "verifier bug: helper %s#%d is not marked as callback-calling\n",
7157                         func_id_name(insn->imm), insn->imm);
7158                 return -EFAULT;
7159         }
7160
7161         if (insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
7162             insn->src_reg == 0 &&
7163             insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
7164                 struct bpf_verifier_state *async_cb;
7165
7166                 /* there is no real recursion here. timer callbacks are async */
7167                 env->subprog_info[subprog].is_async_cb = true;
7168                 async_cb = push_async_cb(env, env->subprog_info[subprog].start,
7169                                          *insn_idx, subprog);
7170                 if (!async_cb)
7171                         return -EFAULT;
7172                 callee = async_cb->frame[0];
7173                 callee->async_entry_cnt = caller->async_entry_cnt + 1;
7174
7175                 /* Convert bpf_timer_set_callback() args into timer callback args */
7176                 err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
7177                 if (err)
7178                         return err;
7179
7180                 clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
7181                 mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
7182                 caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
7183                 /* continue with next insn after call */
7184                 return 0;
7185         }
7186
7187         callee = kzalloc(sizeof(*callee), GFP_KERNEL);
7188         if (!callee)
7189                 return -ENOMEM;
7190         state->frame[state->curframe + 1] = callee;
7191
7192         /* callee cannot access r0, r6 - r9 for reading and has to write
7193          * into its own stack before reading from it.
7194          * callee can read/write into caller's stack
7195          */
7196         init_func_state(env, callee,
7197                         /* remember the callsite, it will be used by bpf_exit */
7198                         *insn_idx /* callsite */,
7199                         state->curframe + 1 /* frameno within this callchain */,
7200                         subprog /* subprog number within this prog */);
7201
7202         /* Transfer references to the callee */
7203         err = copy_reference_state(callee, caller);
7204         if (err)
7205                 goto err_out;
7206
7207         err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
7208         if (err)
7209                 goto err_out;
7210
7211         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
7212
7213         /* only increment it after check_reg_arg() finished */
7214         state->curframe++;
7215
7216         /* and go analyze first insn of the callee */
7217         *insn_idx = env->subprog_info[subprog].start - 1;
7218
7219         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
7220                 verbose(env, "caller:\n");
7221                 print_verifier_state(env, caller, true);
7222                 verbose(env, "callee:\n");
7223                 print_verifier_state(env, callee, true);
7224         }
7225         return 0;
7226
7227 err_out:
7228         free_func_state(callee);
7229         state->frame[state->curframe + 1] = NULL;
7230         return err;
7231 }
7232
7233 int map_set_for_each_callback_args(struct bpf_verifier_env *env,
7234                                    struct bpf_func_state *caller,
7235                                    struct bpf_func_state *callee)
7236 {
7237         /* bpf_for_each_map_elem(struct bpf_map *map, void *callback_fn,
7238          *      void *callback_ctx, u64 flags);
7239          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
7240          *      void *callback_ctx);
7241          */
7242         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
7243
7244         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
7245         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
7246         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
7247
7248         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
7249         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
7250         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
7251
7252         /* pointer to stack or null */
7253         callee->regs[BPF_REG_4] = caller->regs[BPF_REG_3];
7254
7255         /* unused */
7256         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
7257         return 0;
7258 }
7259
7260 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
7261                             struct bpf_func_state *caller,
7262                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx)
7263 {
7264         int i;
7265
7266         /* copy r1 - r5 args that callee can access.  The copy includes parent
7267          * pointers, which connects us up to the liveness chain
7268          */
7269         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
7270                 callee->regs[i] = caller->regs[i];
7271         return 0;
7272 }
7273
7274 static int check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
7275                            int *insn_idx)
7276 {
7277         int subprog, target_insn;
7278
7279         target_insn = *insn_idx + insn->imm + 1;
7280         subprog = find_subprog(env, target_insn);
7281         if (subprog < 0) {
7282                 verbose(env, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
7283                         target_insn);
7284                 return -EFAULT;
7285         }
7286
7287         return __check_func_call(env, insn, insn_idx, subprog, set_callee_state);
7288 }
7289
7290 static int set_map_elem_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
7291                                        struct bpf_func_state *caller,
7292                                        struct bpf_func_state *callee,
7293                                        int insn_idx)
7294 {
7295         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
7296         struct bpf_map *map;
7297         int err;
7298
7299         if (bpf_map_ptr_poisoned(insn_aux)) {
7300                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
7301                 return -EINVAL;
7302         }
7303
7304         map = BPF_MAP_PTR(insn_aux->map_ptr_state);
7305         if (!map->ops->map_set_for_each_callback_args ||
7306             !map->ops->map_for_each_callback) {
7307                 verbose(env, "callback function not allowed for map\n");
7308                 return -ENOTSUPP;
7309         }
7310
7311         err = map->ops->map_set_for_each_callback_args(env, caller, callee);
7312         if (err)
7313                 return err;
7314
7315         callee->in_callback_fn = true;
7316         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
7317         return 0;
7318 }
7319
7320 static int set_loop_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
7321                                    struct bpf_func_state *caller,
7322                                    struct bpf_func_state *callee,
7323                                    int insn_idx)
7324 {
7325         /* bpf_loop(u32 nr_loops, void *callback_fn, void *callback_ctx,
7326          *          u64 flags);
7327          * callback_fn(u32 index, void *callback_ctx);
7328          */
7329         callee->regs[BPF_REG_1].type = SCALAR_VALUE;
7330         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
7331
7332         /* unused */
7333         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
7334         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
7335         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
7336
7337         callee->in_callback_fn = true;
7338         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
7339         return 0;
7340 }
7341
7342 static int set_timer_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
7343                                     struct bpf_func_state *caller,
7344                                     struct bpf_func_state *callee,
7345                                     int insn_idx)
7346 {
7347         struct bpf_map *map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
7348
7349         /* bpf_timer_set_callback(struct bpf_timer *timer, void *callback_fn);
7350          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value);
7351          */
7352         callee->regs[BPF_REG_1].type = CONST_PTR_TO_MAP;
7353         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_1]);
7354         callee->regs[BPF_REG_1].map_ptr = map_ptr;
7355
7356         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
7357         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
7358         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = map_ptr;
7359
7360         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
7361         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
7362         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = map_ptr;
7363
7364         /* unused */
7365         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
7366         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
7367         callee->in_async_callback_fn = true;
7368         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
7369         return 0;
7370 }
7371
7372 static int set_find_vma_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
7373                                        struct bpf_func_state *caller,
7374                                        struct bpf_func_state *callee,
7375                                        int insn_idx)
7376 {
7377         /* bpf_find_vma(struct task_struct *task, u64 addr,
7378          *               void *callback_fn, void *callback_ctx, u64 flags)
7379          * (callback_fn)(struct task_struct *task,
7380          *               struct vm_area_struct *vma, void *callback_ctx);
7381          */
7382         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
7383
7384         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_BTF_ID;
7385         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
7386         callee->regs[BPF_REG_2].btf =  btf_vmlinux;
7387         callee->regs[BPF_REG_2].btf_id = btf_tracing_ids[BTF_TRACING_TYPE_VMA],
7388
7389         /* pointer to stack or null */
7390         callee->regs[BPF_REG_3] = caller->regs[BPF_REG_4];
7391
7392         /* unused */
7393         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
7394         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
7395         callee->in_callback_fn = true;
7396         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
7397         return 0;
7398 }
7399
7400 static int set_user_ringbuf_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
7401                                            struct bpf_func_state *caller,
7402                                            struct bpf_func_state *callee,
7403                                            int insn_idx)
7404 {
7405         /* bpf_user_ringbuf_drain(struct bpf_map *map, void *callback_fn, void
7406          *                        callback_ctx, u64 flags);
7407          * callback_fn(const struct bpf_dynptr_t* dynptr, void *callback_ctx);
7408          */
7409         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_0]);
7410         mark_dynptr_cb_reg(&callee->regs[BPF_REG_1], BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL);
7411         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
7412
7413         /* unused */
7414         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
7415         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
7416         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
7417
7418         callee->in_callback_fn = true;
7419         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
7420         return 0;
7421 }
7422
7423 static int prepare_func_exit(struct bpf_verifier_env *env, int *insn_idx)
7424 {
7425         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
7426         struct bpf_func_state *caller, *callee;
7427         struct bpf_reg_state *r0;
7428         int err;
7429
7430         callee = state->frame[state->curframe];
7431         r0 = &callee->regs[BPF_REG_0];
7432         if (r0->type == PTR_TO_STACK) {
7433                 /* technically it's ok to return caller's stack pointer
7434                  * (or caller's caller's pointer) back to the caller,
7435                  * since these pointers are valid. Only current stack
7436                  * pointer will be invalid as soon as function exits,
7437                  * but let's be conservative
7438                  */
7439                 verbose(env, "cannot return stack pointer to the caller\n");
7440                 return -EINVAL;
7441         }
7442
7443         caller = state->frame[state->curframe - 1];
7444         if (callee->in_callback_fn) {
7445                 /* enforce R0 return value range [0, 1]. */
7446                 struct tnum range = callee->callback_ret_range;
7447
7448                 if (r0->type != SCALAR_VALUE) {
7449                         verbose(env, "R0 not a scalar value\n");
7450                         return -EACCES;
7451                 }
7452                 if (!tnum_in(range, r0->var_off)) {
7453                         verbose_invalid_scalar(env, r0, &range, "callback return", "R0");
7454                         return -EINVAL;
7455                 }
7456         } else {
7457                 /* return to the caller whatever r0 had in the callee */
7458                 caller->regs[BPF_REG_0] = *r0;
7459         }
7460
7461         /* callback_fn frame should have released its own additions to parent's
7462          * reference state at this point, or check_reference_leak would
7463          * complain, hence it must be the same as the caller. There is no need
7464          * to copy it back.
7465          */
7466         if (!callee->in_callback_fn) {
7467                 /* Transfer references to the caller */
7468                 err = copy_reference_state(caller, callee);
7469                 if (err)
7470                         return err;
7471         }
7472
7473         *insn_idx = callee->callsite + 1;
7474         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
7475                 verbose(env, "returning from callee:\n");
7476                 print_verifier_state(env, callee, true);
7477                 verbose(env, "to caller at %d:\n", *insn_idx);
7478                 print_verifier_state(env, caller, true);
7479         }
7480         /* clear everything in the callee */
7481         free_func_state(callee);
7482         state->frame[state->curframe--] = NULL;
7483         return 0;
7484 }
7485
7486 static void do_refine_retval_range(struct bpf_reg_state *regs, int ret_type,
7487                                    int func_id,
7488                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
7489 {
7490         struct bpf_reg_state *ret_reg = &regs[BPF_REG_0];
7491
7492         if (ret_type != RET_INTEGER ||
7493             (func_id != BPF_FUNC_get_stack &&
7494              func_id != BPF_FUNC_get_task_stack &&
7495              func_id != BPF_FUNC_probe_read_str &&
7496              func_id != BPF_FUNC_probe_read_kernel_str &&
7497              func_id != BPF_FUNC_probe_read_user_str))
7498                 return;
7499
7500         ret_reg->smax_value = meta->msize_max_value;
7501         ret_reg->s32_max_value = meta->msize_max_value;
7502         ret_reg->smin_value = -MAX_ERRNO;
7503         ret_reg->s32_min_value = -MAX_ERRNO;
7504         reg_bounds_sync(ret_reg);
7505 }
7506
7507 static int
7508 record_func_map(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
7509                 int func_id, int insn_idx)
7510 {
7511         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
7512         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
7513
7514         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call &&
7515             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
7516             func_id != BPF_FUNC_map_update_elem &&
7517             func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
7518             func_id != BPF_FUNC_map_push_elem &&
7519             func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
7520             func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
7521             func_id != BPF_FUNC_for_each_map_elem &&
7522             func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
7523             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)
7524                 return 0;
7525
7526         if (map == NULL) {
7527                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
7528                 return -EINVAL;
7529         }
7530
7531         /* In case of read-only, some additional restrictions
7532          * need to be applied in order to prevent altering the
7533          * state of the map from program side.
7534          */
7535         if ((map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
7536             (func_id == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
7537              func_id == BPF_FUNC_map_update_elem ||
7538              func_id == BPF_FUNC_map_push_elem ||
7539              func_id == BPF_FUNC_map_pop_elem)) {
7540                 verbose(env, "write into map forbidden\n");
7541                 return -EACCES;
7542         }
7543
7544         if (!BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state))
7545                 bpf_map_ptr_store(aux, meta->map_ptr,
7546                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
7547         else if (BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) != meta->map_ptr)
7548                 bpf_map_ptr_store(aux, BPF_MAP_PTR_POISON,
7549                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
7550         return 0;
7551 }
7552
7553 static int
7554 record_func_key(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
7555                 int func_id, int insn_idx)
7556 {
7557         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
7558         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg;
7559         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
7560         u64 val, max;
7561         int err;
7562
7563         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
7564                 return 0;
7565         if (!map || map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY) {
7566                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
7567                 return -EINVAL;
7568         }
7569
7570         reg = &regs[BPF_REG_3];
7571         val = reg->var_off.value;
7572         max = map->max_entries;
7573
7574         if (!(register_is_const(reg) && val < max)) {
7575                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
7576                 return 0;
7577         }
7578
7579         err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_3);
7580         if (err)
7581                 return err;
7582         if (bpf_map_key_unseen(aux))
7583                 bpf_map_key_store(aux, val);
7584         else if (!bpf_map_key_poisoned(aux) &&
7585                   bpf_map_key_immediate(aux) != val)
7586                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
7587         return 0;
7588 }
7589
7590 static int check_reference_leak(struct bpf_verifier_env *env)
7591 {
7592         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
7593         bool refs_lingering = false;
7594         int i;
7595
7596         if (state->frameno && !state->in_callback_fn)
7597                 return 0;
7598
7599         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
7600                 if (state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
7601                         continue;
7602                 verbose(env, "Unreleased reference id=%d alloc_insn=%d\n",
7603                         state->refs[i].id, state->refs[i].insn_idx);
7604                 refs_lingering = true;
7605         }
7606         return refs_lingering ? -EINVAL : 0;
7607 }
7608
7609 static int check_bpf_snprintf_call(struct bpf_verifier_env *env,
7610                                    struct bpf_reg_state *regs)
7611 {
7612         struct bpf_reg_state *fmt_reg = &regs[BPF_REG_3];
7613         struct bpf_reg_state *data_len_reg = &regs[BPF_REG_5];
7614         struct bpf_map *fmt_map = fmt_reg->map_ptr;
7615         struct bpf_bprintf_data data = {};
7616         int err, fmt_map_off, num_args;
7617         u64 fmt_addr;
7618         char *fmt;
7619
7620         /* data must be an array of u64 */
7621         if (data_len_reg->var_off.value % 8)
7622                 return -EINVAL;
7623         num_args = data_len_reg->var_off.value / 8;
7624
7625         /* fmt being ARG_PTR_TO_CONST_STR guarantees that var_off is const
7626          * and map_direct_value_addr is set.
7627          */
7628         fmt_map_off = fmt_reg->off + fmt_reg->var_off.value;
7629         err = fmt_map->ops->map_direct_value_addr(fmt_map, &fmt_addr,
7630                                                   fmt_map_off);
7631         if (err) {
7632                 verbose(env, "verifier bug\n");
7633                 return -EFAULT;
7634         }
7635         fmt = (char *)(long)fmt_addr + fmt_map_off;
7636
7637         /* We are also guaranteed that fmt+fmt_map_off is NULL terminated, we
7638          * can focus on validating the format specifiers.
7639          */
7640         err = bpf_bprintf_prepare(fmt, UINT_MAX, NULL, num_args, &data);
7641         if (err < 0)
7642                 verbose(env, "Invalid format string\n");
7643
7644         return err;
7645 }
7646
7647 static int check_get_func_ip(struct bpf_verifier_env *env)
7648 {
7649         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
7650         int func_id = BPF_FUNC_get_func_ip;
7651
7652         if (type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
7653                 if (!bpf_prog_has_trampoline(env->prog)) {
7654                         verbose(env, "func %s#%d supported only for fentry/fexit/fmod_ret programs\n",
7655                                 func_id_name(func_id), func_id);
7656                         return -ENOTSUPP;
7657                 }
7658                 return 0;
7659         } else if (type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE) {
7660                 return 0;
7661         }
7662
7663         verbose(env, "func %s#%d not supported for program type %d\n",
7664                 func_id_name(func_id), func_id, type);
7665         return -ENOTSUPP;
7666 }
7667
7668 static struct bpf_insn_aux_data *cur_aux(struct bpf_verifier_env *env)
7669 {
7670         return &env->insn_aux_data[env->insn_idx];
7671 }
7672
7673 static bool loop_flag_is_zero(struct bpf_verifier_env *env)
7674 {
7675         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
7676         struct bpf_reg_state *reg = &regs[BPF_REG_4];
7677         bool reg_is_null = register_is_null(reg);
7678
7679         if (reg_is_null)
7680                 mark_chain_precision(env, BPF_REG_4);
7681
7682         return reg_is_null;
7683 }
7684
7685 static void update_loop_inline_state(struct bpf_verifier_env *env, u32 subprogno)
7686 {
7687         struct bpf_loop_inline_state *state = &cur_aux(env)->loop_inline_state;
7688
7689         if (!state->initialized) {
7690                 state->initialized = 1;
7691                 state->fit_for_inline = loop_flag_is_zero(env);
7692                 state->callback_subprogno = subprogno;
7693                 return;
7694         }
7695
7696         if (!state->fit_for_inline)
7697                 return;
7698
7699         state->fit_for_inline = (loop_flag_is_zero(env) &&
7700                                  state->callback_subprogno == subprogno);
7701 }
7702
7703 static int check_helper_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
7704                              int *insn_idx_p)
7705 {
7706         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
7707         const struct bpf_func_proto *fn = NULL;
7708         enum bpf_return_type ret_type;
7709         enum bpf_type_flag ret_flag;
7710         struct bpf_reg_state *regs;
7711         struct bpf_call_arg_meta meta;
7712         int insn_idx = *insn_idx_p;
7713         bool changes_data;
7714         int i, err, func_id;
7715
7716         /* find function prototype */
7717         func_id = insn->imm;
7718         if (func_id < 0 || func_id >= __BPF_FUNC_MAX_ID) {
7719                 verbose(env, "invalid func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
7720                         func_id);
7721                 return -EINVAL;
7722         }
7723
7724         if (env->ops->get_func_proto)
7725                 fn = env->ops->get_func_proto(func_id, env->prog);
7726         if (!fn) {
7727                 verbose(env, "unknown func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
7728                         func_id);
7729                 return -EINVAL;
7730         }
7731
7732         /* eBPF programs must be GPL compatible to use GPL-ed functions */
7733         if (!env->prog->gpl_compatible && fn->gpl_only) {
7734                 verbose(env, "cannot call GPL-restricted function from non-GPL compatible program\n");
7735                 return -EINVAL;
7736         }
7737
7738         if (fn->allowed && !fn->allowed(env->prog)) {
7739                 verbose(env, "helper call is not allowed in probe\n");
7740                 return -EINVAL;
7741         }
7742
7743         if (!env->prog->aux->sleepable && fn->might_sleep) {
7744                 verbose(env, "helper call might sleep in a non-sleepable prog\n");
7745                 return -EINVAL;
7746         }
7747
7748         /* With LD_ABS/IND some JITs save/restore skb from r1. */
7749         changes_data = bpf_helper_changes_pkt_data(fn->func);
7750         if (changes_data && fn->arg1_type != ARG_PTR_TO_CTX) {
7751                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d: r1 != ctx\n",
7752                         func_id_name(func_id), func_id);
7753                 return -EINVAL;
7754         }
7755
7756         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
7757         meta.pkt_access = fn->pkt_access;
7758
7759         err = check_func_proto(fn, func_id);
7760         if (err) {
7761                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
7762                         func_id_name(func_id), func_id);
7763                 return err;
7764         }
7765
7766         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
7767                 if (fn->might_sleep) {
7768                         verbose(env, "sleepable helper %s#%d in rcu_read_lock region\n",
7769                                 func_id_name(func_id), func_id);
7770                         return -EINVAL;
7771                 }
7772
7773                 if (env->prog->aux->sleepable && is_storage_get_function(func_id))
7774                         env->insn_aux_data[insn_idx].storage_get_func_atomic = true;
7775         }
7776
7777         meta.func_id = func_id;
7778         /* check args */
7779         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++) {
7780                 err = check_func_arg(env, i, &meta, fn);
7781                 if (err)
7782                         return err;
7783         }
7784
7785         err = record_func_map(env, &meta, func_id, insn_idx);
7786         if (err)
7787                 return err;
7788
7789         err = record_func_key(env, &meta, func_id, insn_idx);
7790         if (err)
7791                 return err;
7792
7793         /* Mark slots with STACK_MISC in case of raw mode, stack offset
7794          * is inferred from register state.
7795          */
7796         for (i = 0; i < meta.access_size; i++) {
7797                 err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.regno, i, BPF_B,
7798                                        BPF_WRITE, -1, false);
7799                 if (err)
7800                         return err;
7801         }
7802
7803         regs = cur_regs(env);
7804
7805         /* This can only be set for PTR_TO_STACK, as CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot
7806          * be reinitialized by any dynptr helper. Hence, mark_stack_slots_dynptr
7807          * is safe to do directly.
7808          */
7809         if (meta.uninit_dynptr_regno) {
7810                 if (regs[meta.uninit_dynptr_regno].type == CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
7811                         verbose(env, "verifier internal error: CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot be initialized\n");
7812                         return -EFAULT;
7813                 }
7814                 /* we write BPF_DW bits (8 bytes) at a time */
7815                 for (i = 0; i < BPF_DYNPTR_SIZE; i += 8) {
7816                         err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.uninit_dynptr_regno,
7817                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false);
7818                         if (err)
7819                                 return err;
7820                 }
7821
7822                 err = mark_stack_slots_dynptr(env, &regs[meta.uninit_dynptr_regno],
7823                                               fn->arg_type[meta.uninit_dynptr_regno - BPF_REG_1],
7824                                               insn_idx);
7825                 if (err)
7826                         return err;
7827         }
7828
7829         if (meta.release_regno) {
7830                 err = -EINVAL;
7831                 /* This can only be set for PTR_TO_STACK, as CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot
7832                  * be released by any dynptr helper. Hence, unmark_stack_slots_dynptr
7833                  * is safe to do directly.
7834                  */
7835                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[meta.release_regno - BPF_REG_1])) {
7836                         if (regs[meta.release_regno].type == CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
7837                                 verbose(env, "verifier internal error: CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot be released\n");
7838                                 return -EFAULT;
7839                         }
7840                         err = unmark_stack_slots_dynptr(env, &regs[meta.release_regno]);
7841                 } else if (meta.ref_obj_id) {
7842                         err = release_reference(env, meta.ref_obj_id);
7843                 } else if (register_is_null(&regs[meta.release_regno])) {
7844                         /* meta.ref_obj_id can only be 0 if register that is meant to be
7845                          * released is NULL, which must be > R0.
7846                          */
7847                         err = 0;
7848                 }
7849                 if (err) {
7850                         verbose(env, "func %s#%d reference has not been acquired before\n",
7851                                 func_id_name(func_id), func_id);
7852                         return err;
7853                 }
7854         }
7855
7856         switch (func_id) {
7857         case BPF_FUNC_tail_call:
7858                 err = check_reference_leak(env);
7859                 if (err) {
7860                         verbose(env, "tail_call would lead to reference leak\n");
7861                         return err;
7862                 }
7863                 break;
7864         case BPF_FUNC_get_local_storage:
7865                 /* check that flags argument in get_local_storage(map, flags) is 0,
7866                  * this is required because get_local_storage() can't return an error.
7867                  */
7868                 if (!register_is_null(&regs[BPF_REG_2])) {
7869                         verbose(env, "get_local_storage() doesn't support non-zero flags\n");
7870                         return -EINVAL;
7871                 }
7872                 break;
7873         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
7874                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
7875                                         set_map_elem_callback_state);
7876                 break;
7877         case BPF_FUNC_timer_set_callback:
7878                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
7879                                         set_timer_callback_state);
7880                 break;
7881         case BPF_FUNC_find_vma:
7882                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
7883                                         set_find_vma_callback_state);
7884                 break;
7885         case BPF_FUNC_snprintf:
7886                 err = check_bpf_snprintf_call(env, regs);
7887                 break;
7888         case BPF_FUNC_loop:
7889                 update_loop_inline_state(env, meta.subprogno);
7890                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
7891                                         set_loop_callback_state);
7892                 break;
7893         case BPF_FUNC_dynptr_from_mem:
7894                 if (regs[BPF_REG_1].type != PTR_TO_MAP_VALUE) {
7895                         verbose(env, "Unsupported reg type %s for bpf_dynptr_from_mem data\n",
7896                                 reg_type_str(env, regs[BPF_REG_1].type));
7897                         return -EACCES;
7898                 }
7899                 break;
7900         case BPF_FUNC_set_retval:
7901                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
7902                     env->prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP) {
7903                         if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
7904                                 /* Make sure programs that attach to void
7905                                  * hooks don't try to modify return value.
7906                                  */
7907                                 verbose(env, "BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
7908                                 return -EINVAL;
7909                         }
7910                 }
7911                 break;
7912         case BPF_FUNC_dynptr_data:
7913                 for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++) {
7914                         if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[i])) {
7915                                 struct bpf_reg_state *reg = &regs[BPF_REG_1 + i];
7916
7917                                 if (meta.ref_obj_id) {
7918                                         verbose(env, "verifier internal error: meta.ref_obj_id already set\n");
7919                                         return -EFAULT;
7920                                 }
7921
7922                                 meta.ref_obj_id = dynptr_ref_obj_id(env, reg);
7923                                 break;
7924                         }
7925                 }
7926                 if (i == MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS) {
7927                         verbose(env, "verifier internal error: no dynptr in bpf_dynptr_data()\n");
7928                         return -EFAULT;
7929                 }
7930                 break;
7931         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
7932                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
7933                                         set_user_ringbuf_callback_state);
7934                 break;
7935         }
7936
7937         if (err)
7938                 return err;
7939
7940         /* reset caller saved regs */
7941         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
7942                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
7943                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
7944         }
7945
7946         /* helper call returns 64-bit value. */
7947         regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
7948
7949         /* update return register (already marked as written above) */
7950         ret_type = fn->ret_type;
7951         ret_flag = type_flag(ret_type);
7952
7953         switch (base_type(ret_type)) {
7954         case RET_INTEGER:
7955                 /* sets type to SCALAR_VALUE */
7956                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
7957                 break;
7958         case RET_VOID:
7959                 regs[BPF_REG_0].type = NOT_INIT;
7960                 break;
7961         case RET_PTR_TO_MAP_VALUE:
7962                 /* There is no offset yet applied, variable or fixed */
7963                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7964                 /* remember map_ptr, so that check_map_access()
7965                  * can check 'value_size' boundary of memory access
7966                  * to map element returned from bpf_map_lookup_elem()
7967                  */
7968                 if (meta.map_ptr == NULL) {
7969                         verbose(env,
7970                                 "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
7971                         return -EINVAL;
7972                 }
7973                 regs[BPF_REG_0].map_ptr = meta.map_ptr;
7974                 regs[BPF_REG_0].map_uid = meta.map_uid;
7975                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE | ret_flag;
7976                 if (!type_may_be_null(ret_type) &&
7977                     btf_record_has_field(meta.map_ptr->record, BPF_SPIN_LOCK)) {
7978                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
7979                 }
7980                 break;
7981         case RET_PTR_TO_SOCKET:
7982                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7983                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCKET | ret_flag;
7984                 break;
7985         case RET_PTR_TO_SOCK_COMMON:
7986                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7987                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCK_COMMON | ret_flag;
7988                 break;
7989         case RET_PTR_TO_TCP_SOCK:
7990                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7991                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_TCP_SOCK | ret_flag;
7992                 break;
7993         case RET_PTR_TO_MEM:
7994                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7995                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
7996                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.mem_size;
7997                 break;
7998         case RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID:
7999         {
8000                 const struct btf_type *t;
8001
8002                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
8003                 t = btf_type_skip_modifiers(meta.ret_btf, meta.ret_btf_id, NULL);
8004                 if (!btf_type_is_struct(t)) {
8005                         u32 tsize;
8006                         const struct btf_type *ret;
8007                         const char *tname;
8008
8009                         /* resolve the type size of ksym. */
8010                         ret = btf_resolve_size(meta.ret_btf, t, &tsize);
8011                         if (IS_ERR(ret)) {
8012                                 tname = btf_name_by_offset(meta.ret_btf, t->name_off);
8013                                 verbose(env, "unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
8014                                         tname, PTR_ERR(ret));
8015                                 return -EINVAL;
8016                         }
8017                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
8018                         regs[BPF_REG_0].mem_size = tsize;
8019                 } else {
8020                         /* MEM_RDONLY may be carried from ret_flag, but it
8021                          * doesn't apply on PTR_TO_BTF_ID. Fold it, otherwise
8022                          * it will confuse the check of PTR_TO_BTF_ID in
8023                          * check_mem_access().
8024                          */
8025                         ret_flag &= ~MEM_RDONLY;
8026
8027                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
8028                         regs[BPF_REG_0].btf = meta.ret_btf;
8029                         regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
8030                 }
8031                 break;
8032         }
8033         case RET_PTR_TO_BTF_ID:
8034         {
8035                 struct btf *ret_btf;
8036                 int ret_btf_id;
8037
8038                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
8039                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
8040                 if (func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
8041                         ret_btf = meta.kptr_field->kptr.btf;
8042                         ret_btf_id = meta.kptr_field->kptr.btf_id;
8043                 } else {
8044                         if (fn->ret_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
8045                                 verbose(env, "verifier internal error:");
8046                                 verbose(env, "func %s has non-overwritten BPF_PTR_POISON return type\n",
8047                                         func_id_name(func_id));
8048                                 return -EINVAL;
8049                         }
8050                         ret_btf = btf_vmlinux;
8051                         ret_btf_id = *fn->ret_btf_id;
8052                 }
8053                 if (ret_btf_id == 0) {
8054                         verbose(env, "invalid return type %u of func %s#%d\n",
8055                                 base_type(ret_type), func_id_name(func_id),
8056                                 func_id);
8057                         return -EINVAL;
8058                 }
8059                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
8060                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
8061                 break;
8062         }
8063         default:
8064                 verbose(env, "unknown return type %u of func %s#%d\n",
8065                         base_type(ret_type), func_id_name(func_id), func_id);
8066                 return -EINVAL;
8067         }
8068
8069         if (type_may_be_null(regs[BPF_REG_0].type))
8070                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
8071
8072         if (helper_multiple_ref_obj_use(func_id, meta.map_ptr)) {
8073                 verbose(env, "verifier internal error: func %s#%d sets ref_obj_id more than once\n",
8074                         func_id_name(func_id), func_id);
8075                 return -EFAULT;
8076         }
8077
8078         if (is_ptr_cast_function(func_id) || is_dynptr_ref_function(func_id)) {
8079                 /* For release_reference() */
8080                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
8081         } else if (is_acquire_function(func_id, meta.map_ptr)) {
8082                 int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
8083
8084                 if (id < 0)
8085                         return id;
8086                 /* For mark_ptr_or_null_reg() */
8087                 regs[BPF_REG_0].id = id;
8088                 /* For release_reference() */
8089                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
8090         }
8091
8092         do_refine_retval_range(regs, fn->ret_type, func_id, &meta);
8093
8094         err = check_map_func_compatibility(env, meta.map_ptr, func_id);
8095         if (err)
8096                 return err;
8097
8098         if ((func_id == BPF_FUNC_get_stack ||
8099              func_id == BPF_FUNC_get_task_stack) &&
8100             !env->prog->has_callchain_buf) {
8101                 const char *err_str;
8102
8103 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
8104                 err = get_callchain_buffers(sysctl_perf_event_max_stack);
8105                 err_str = "cannot get callchain buffer for func %s#%d\n";
8106 #else
8107                 err = -ENOTSUPP;
8108                 err_str = "func %s#%d not supported without CONFIG_PERF_EVENTS\n";
8109 #endif
8110                 if (err) {
8111                         verbose(env, err_str, func_id_name(func_id), func_id);
8112                         return err;
8113                 }
8114
8115                 env->prog->has_callchain_buf = true;
8116         }
8117
8118         if (func_id == BPF_FUNC_get_stackid || func_id == BPF_FUNC_get_stack)
8119                 env->prog->call_get_stack = true;
8120
8121         if (func_id == BPF_FUNC_get_func_ip) {
8122                 if (check_get_func_ip(env))
8123                         return -ENOTSUPP;
8124                 env->prog->call_get_func_ip = true;
8125         }
8126
8127         if (changes_data)
8128                 clear_all_pkt_pointers(env);
8129         return 0;
8130 }
8131
8132 /* mark_btf_func_reg_size() is used when the reg size is determined by
8133  * the BTF func_proto's return value size and argument.
8134  */
8135 static void mark_btf_func_reg_size(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
8136                                    size_t reg_size)
8137 {
8138         struct bpf_reg_state *reg = &cur_regs(env)[regno];
8139
8140         if (regno == BPF_REG_0) {
8141                 /* Function return value */
8142                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
8143                 reg->subreg_def = reg_size == sizeof(u64) ?
8144                         DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
8145         } else {
8146                 /* Function argument */
8147                 if (reg_size == sizeof(u64)) {
8148                         mark_insn_zext(env, reg);
8149                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
8150                 } else {
8151                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ32);
8152                 }
8153         }
8154 }
8155
8156 struct bpf_kfunc_call_arg_meta {
8157         /* In parameters */
8158         struct btf *btf;
8159         u32 func_id;
8160         u32 kfunc_flags;
8161         const struct btf_type *func_proto;
8162         const char *func_name;
8163         /* Out parameters */
8164         u32 ref_obj_id;
8165         u8 release_regno;
8166         bool r0_rdonly;
8167         u32 ret_btf_id;
8168         u64 r0_size;
8169         struct {
8170                 u64 value;
8171                 bool found;
8172         } arg_constant;
8173         struct {
8174                 struct btf *btf;
8175                 u32 btf_id;
8176         } arg_obj_drop;
8177         struct {
8178                 struct btf_field *field;
8179         } arg_list_head;
8180 };
8181
8182 static bool is_kfunc_acquire(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8183 {
8184         return meta->kfunc_flags & KF_ACQUIRE;
8185 }
8186
8187 static bool is_kfunc_ret_null(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8188 {
8189         return meta->kfunc_flags & KF_RET_NULL;
8190 }
8191
8192 static bool is_kfunc_release(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8193 {
8194         return meta->kfunc_flags & KF_RELEASE;
8195 }
8196
8197 static bool is_kfunc_trusted_args(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8198 {
8199         return meta->kfunc_flags & KF_TRUSTED_ARGS;
8200 }
8201
8202 static bool is_kfunc_sleepable(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8203 {
8204         return meta->kfunc_flags & KF_SLEEPABLE;
8205 }
8206
8207 static bool is_kfunc_destructive(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8208 {
8209         return meta->kfunc_flags & KF_DESTRUCTIVE;
8210 }
8211
8212 static bool is_kfunc_rcu(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8213 {
8214         return meta->kfunc_flags & KF_RCU;
8215 }
8216
8217 static bool is_kfunc_arg_kptr_get(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta, int arg)
8218 {
8219         return arg == 0 && (meta->kfunc_flags & KF_KPTR_GET);
8220 }
8221
8222 static bool __kfunc_param_match_suffix(const struct btf *btf,
8223                                        const struct btf_param *arg,
8224                                        const char *suffix)
8225 {
8226         int suffix_len = strlen(suffix), len;
8227         const char *param_name;
8228
8229         /* In the future, this can be ported to use BTF tagging */
8230         param_name = btf_name_by_offset(btf, arg->name_off);
8231         if (str_is_empty(param_name))
8232                 return false;
8233         len = strlen(param_name);
8234         if (len < suffix_len)
8235                 return false;
8236         param_name += len - suffix_len;
8237         return !strncmp(param_name, suffix, suffix_len);
8238 }
8239
8240 static bool is_kfunc_arg_mem_size(const struct btf *btf,
8241                                   const struct btf_param *arg,
8242                                   const struct bpf_reg_state *reg)
8243 {
8244         const struct btf_type *t;
8245
8246         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
8247         if (!btf_type_is_scalar(t) || reg->type != SCALAR_VALUE)
8248                 return false;
8249
8250         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__sz");
8251 }
8252
8253 static bool is_kfunc_arg_constant(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
8254 {
8255         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__k");
8256 }
8257
8258 static bool is_kfunc_arg_ignore(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
8259 {
8260         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__ign");
8261 }
8262
8263 static bool is_kfunc_arg_alloc_obj(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
8264 {
8265         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__alloc");
8266 }
8267
8268 static bool is_kfunc_arg_scalar_with_name(const struct btf *btf,
8269                                           const struct btf_param *arg,
8270                                           const char *name)
8271 {
8272         int len, target_len = strlen(name);
8273         const char *param_name;
8274
8275         param_name = btf_name_by_offset(btf, arg->name_off);
8276         if (str_is_empty(param_name))
8277                 return false;
8278         len = strlen(param_name);
8279         if (len != target_len)
8280                 return false;
8281         if (strcmp(param_name, name))
8282                 return false;
8283
8284         return true;
8285 }
8286
8287 enum {
8288         KF_ARG_DYNPTR_ID,
8289         KF_ARG_LIST_HEAD_ID,
8290         KF_ARG_LIST_NODE_ID,
8291 };
8292
8293 BTF_ID_LIST(kf_arg_btf_ids)
8294 BTF_ID(struct, bpf_dynptr_kern)
8295 BTF_ID(struct, bpf_list_head)
8296 BTF_ID(struct, bpf_list_node)
8297
8298 static bool __is_kfunc_ptr_arg_type(const struct btf *btf,
8299                                     const struct btf_param *arg, int type)
8300 {
8301         const struct btf_type *t;
8302         u32 res_id;
8303
8304         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
8305         if (!t)
8306                 return false;
8307         if (!btf_type_is_ptr(t))
8308                 return false;
8309         t = btf_type_skip_modifiers(btf, t->type, &res_id);
8310         if (!t)
8311                 return false;
8312         return btf_types_are_same(btf, res_id, btf_vmlinux, kf_arg_btf_ids[type]);
8313 }
8314
8315 static bool is_kfunc_arg_dynptr(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
8316 {
8317         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_DYNPTR_ID);
8318 }
8319
8320 static bool is_kfunc_arg_list_head(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
8321 {
8322         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_LIST_HEAD_ID);
8323 }
8324
8325 static bool is_kfunc_arg_list_node(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
8326 {
8327         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_LIST_NODE_ID);
8328 }
8329
8330 /* Returns true if struct is composed of scalars, 4 levels of nesting allowed */
8331 static bool __btf_type_is_scalar_struct(struct bpf_verifier_env *env,
8332                                         const struct btf *btf,
8333                                         const struct btf_type *t, int rec)
8334 {
8335         const struct btf_type *member_type;
8336         const struct btf_member *member;
8337         u32 i;
8338
8339         if (!btf_type_is_struct(t))
8340                 return false;
8341
8342         for_each_member(i, t, member) {
8343                 const struct btf_array *array;
8344
8345                 member_type = btf_type_skip_modifiers(btf, member->type, NULL);
8346                 if (btf_type_is_struct(member_type)) {
8347                         if (rec >= 3) {
8348                                 verbose(env, "max struct nesting depth exceeded\n");
8349                                 return false;
8350                         }
8351                         if (!__btf_type_is_scalar_struct(env, btf, member_type, rec + 1))
8352                                 return false;
8353                         continue;
8354                 }
8355                 if (btf_type_is_array(member_type)) {
8356                         array = btf_array(member_type);
8357                         if (!array->nelems)
8358                                 return false;
8359                         member_type = btf_type_skip_modifiers(btf, array->type, NULL);
8360                         if (!btf_type_is_scalar(member_type))
8361                                 return false;
8362                         continue;
8363                 }
8364                 if (!btf_type_is_scalar(member_type))
8365                         return false;
8366         }
8367         return true;
8368 }
8369
8370
8371 static u32 *reg2btf_ids[__BPF_REG_TYPE_MAX] = {
8372 #ifdef CONFIG_NET
8373         [PTR_TO_SOCKET] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK],
8374         [PTR_TO_SOCK_COMMON] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
8375         [PTR_TO_TCP_SOCK] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_TCP],
8376 #endif
8377 };
8378
8379 enum kfunc_ptr_arg_type {
8380         KF_ARG_PTR_TO_CTX,
8381         KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID,  /* Allocated object */
8382         KF_ARG_PTR_TO_KPTR,          /* PTR_TO_KPTR but type specific */
8383         KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR,
8384         KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD,
8385         KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE,
8386         KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID,        /* Also covers reg2btf_ids conversions */
8387         KF_ARG_PTR_TO_MEM,
8388         KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE,      /* Size derived from next argument, skip it */
8389 };
8390
8391 enum special_kfunc_type {
8392         KF_bpf_obj_new_impl,
8393         KF_bpf_obj_drop_impl,
8394         KF_bpf_list_push_front,
8395         KF_bpf_list_push_back,
8396         KF_bpf_list_pop_front,
8397         KF_bpf_list_pop_back,
8398         KF_bpf_cast_to_kern_ctx,
8399         KF_bpf_rdonly_cast,
8400         KF_bpf_rcu_read_lock,
8401         KF_bpf_rcu_read_unlock,
8402 };
8403
8404 BTF_SET_START(special_kfunc_set)
8405 BTF_ID(func, bpf_obj_new_impl)
8406 BTF_ID(func, bpf_obj_drop_impl)
8407 BTF_ID(func, bpf_list_push_front)
8408 BTF_ID(func, bpf_list_push_back)
8409 BTF_ID(func, bpf_list_pop_front)
8410 BTF_ID(func, bpf_list_pop_back)
8411 BTF_ID(func, bpf_cast_to_kern_ctx)
8412 BTF_ID(func, bpf_rdonly_cast)
8413 BTF_SET_END(special_kfunc_set)
8414
8415 BTF_ID_LIST(special_kfunc_list)
8416 BTF_ID(func, bpf_obj_new_impl)
8417 BTF_ID(func, bpf_obj_drop_impl)
8418 BTF_ID(func, bpf_list_push_front)
8419 BTF_ID(func, bpf_list_push_back)
8420 BTF_ID(func, bpf_list_pop_front)
8421 BTF_ID(func, bpf_list_pop_back)
8422 BTF_ID(func, bpf_cast_to_kern_ctx)
8423 BTF_ID(func, bpf_rdonly_cast)
8424 BTF_ID(func, bpf_rcu_read_lock)
8425 BTF_ID(func, bpf_rcu_read_unlock)
8426
8427 static bool is_kfunc_bpf_rcu_read_lock(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8428 {
8429         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rcu_read_lock];
8430 }
8431
8432 static bool is_kfunc_bpf_rcu_read_unlock(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8433 {
8434         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rcu_read_unlock];
8435 }
8436
8437 static enum kfunc_ptr_arg_type
8438 get_kfunc_ptr_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
8439                        struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
8440                        const struct btf_type *t, const struct btf_type *ref_t,
8441                        const char *ref_tname, const struct btf_param *args,
8442                        int argno, int nargs)
8443 {
8444         u32 regno = argno + 1;
8445         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
8446         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
8447         bool arg_mem_size = false;
8448
8449         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx])
8450                 return KF_ARG_PTR_TO_CTX;
8451
8452         /* In this function, we verify the kfunc's BTF as per the argument type,
8453          * leaving the rest of the verification with respect to the register
8454          * type to our caller. When a set of conditions hold in the BTF type of
8455          * arguments, we resolve it to a known kfunc_ptr_arg_type.
8456          */
8457         if (btf_get_prog_ctx_type(&env->log, meta->btf, t, resolve_prog_type(env->prog), argno))
8458                 return KF_ARG_PTR_TO_CTX;
8459
8460         if (is_kfunc_arg_alloc_obj(meta->btf, &args[argno]))
8461                 return KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID;
8462
8463         if (is_kfunc_arg_kptr_get(meta, argno)) {
8464                 if (!btf_type_is_ptr(ref_t)) {
8465                         verbose(env, "arg#0 BTF type must be a double pointer for kptr_get kfunc\n");
8466                         return -EINVAL;
8467                 }
8468                 ref_t = btf_type_by_id(meta->btf, ref_t->type);
8469                 ref_tname = btf_name_by_offset(meta->btf, ref_t->name_off);
8470                 if (!btf_type_is_struct(ref_t)) {
8471                         verbose(env, "kernel function %s args#0 pointer type %s %s is not supported\n",
8472                                 meta->func_name, btf_type_str(ref_t), ref_tname);
8473                         return -EINVAL;
8474                 }
8475                 return KF_ARG_PTR_TO_KPTR;
8476         }
8477
8478         if (is_kfunc_arg_dynptr(meta->btf, &args[argno]))
8479                 return KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR;
8480
8481         if (is_kfunc_arg_list_head(meta->btf, &args[argno]))
8482                 return KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD;
8483
8484         if (is_kfunc_arg_list_node(meta->btf, &args[argno]))
8485                 return KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE;
8486
8487         if ((base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID || reg2btf_ids[base_type(reg->type)])) {
8488                 if (!btf_type_is_struct(ref_t)) {
8489                         verbose(env, "kernel function %s args#%d pointer type %s %s is not supported\n",
8490                                 meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname);
8491                         return -EINVAL;
8492                 }
8493                 return KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID;
8494         }
8495
8496         if (argno + 1 < nargs && is_kfunc_arg_mem_size(meta->btf, &args[argno + 1], &regs[regno + 1]))
8497                 arg_mem_size = true;
8498
8499         /* This is the catch all argument type of register types supported by
8500          * check_helper_mem_access. However, we only allow when argument type is
8501          * pointer to scalar, or struct composed (recursively) of scalars. When
8502          * arg_mem_size is true, the pointer can be void *.
8503          */
8504         if (!btf_type_is_scalar(ref_t) && !__btf_type_is_scalar_struct(env, meta->btf, ref_t, 0) &&
8505             (arg_mem_size ? !btf_type_is_void(ref_t) : 1)) {
8506                 verbose(env, "arg#%d pointer type %s %s must point to %sscalar, or struct with scalar\n",
8507                         argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname, arg_mem_size ? "void, " : "");
8508                 return -EINVAL;
8509         }
8510         return arg_mem_size ? KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE : KF_ARG_PTR_TO_MEM;
8511 }
8512
8513 static int process_kf_arg_ptr_to_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
8514                                         struct bpf_reg_state *reg,
8515                                         const struct btf_type *ref_t,
8516                                         const char *ref_tname, u32 ref_id,
8517                                         struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
8518                                         int argno)
8519 {
8520         const struct btf_type *reg_ref_t;
8521         bool strict_type_match = false;
8522         const struct btf *reg_btf;
8523         const char *reg_ref_tname;
8524         u32 reg_ref_id;
8525
8526         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID) {
8527                 reg_btf = reg->btf;
8528                 reg_ref_id = reg->btf_id;
8529         } else {
8530                 reg_btf = btf_vmlinux;
8531                 reg_ref_id = *reg2btf_ids[base_type(reg->type)];
8532         }
8533
8534         if (is_kfunc_trusted_args(meta) || (is_kfunc_release(meta) && reg->ref_obj_id))
8535                 strict_type_match = true;
8536
8537         reg_ref_t = btf_type_skip_modifiers(reg_btf, reg_ref_id, &reg_ref_id);
8538         reg_ref_tname = btf_name_by_offset(reg_btf, reg_ref_t->name_off);
8539         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg_btf, reg_ref_id, reg->off, meta->btf, ref_id, strict_type_match)) {
8540                 verbose(env, "kernel function %s args#%d expected pointer to %s %s but R%d has a pointer to %s %s\n",
8541                         meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname, argno + 1,
8542                         btf_type_str(reg_ref_t), reg_ref_tname);
8543                 return -EINVAL;
8544         }
8545         return 0;
8546 }
8547
8548 static int process_kf_arg_ptr_to_kptr(struct bpf_verifier_env *env,
8549                                       struct bpf_reg_state *reg,
8550                                       const struct btf_type *ref_t,
8551                                       const char *ref_tname,
8552                                       struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
8553                                       int argno)
8554 {
8555         struct btf_field *kptr_field;
8556
8557         /* check_func_arg_reg_off allows var_off for
8558          * PTR_TO_MAP_VALUE, but we need fixed offset to find
8559          * off_desc.
8560          */
8561         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8562                 verbose(env, "arg#0 must have constant offset\n");
8563                 return -EINVAL;
8564         }
8565
8566         kptr_field = btf_record_find(reg->map_ptr->record, reg->off + reg->var_off.value, BPF_KPTR);
8567         if (!kptr_field || kptr_field->type != BPF_KPTR_REF) {
8568                 verbose(env, "arg#0 no referenced kptr at map value offset=%llu\n",
8569                         reg->off + reg->var_off.value);
8570                 return -EINVAL;
8571         }
8572
8573         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, meta->btf, ref_t->type, 0, kptr_field->kptr.btf,
8574                                   kptr_field->kptr.btf_id, true)) {
8575                 verbose(env, "kernel function %s args#%d expected pointer to %s %s\n",
8576                         meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname);
8577                 return -EINVAL;
8578         }
8579         return 0;
8580 }
8581
8582 static int ref_set_release_on_unlock(struct bpf_verifier_env *env, u32 ref_obj_id)
8583 {
8584         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
8585         struct bpf_reg_state *reg;
8586         int i;
8587
8588         /* bpf_spin_lock only allows calling list_push and list_pop, no BPF
8589          * subprogs, no global functions. This means that the references would
8590          * not be released inside the critical section but they may be added to
8591          * the reference state, and the acquired_refs are never copied out for a
8592          * different frame as BPF to BPF calls don't work in bpf_spin_lock
8593          * critical sections.
8594          */
8595         if (!ref_obj_id) {
8596                 verbose(env, "verifier internal error: ref_obj_id is zero for release_on_unlock\n");
8597                 return -EFAULT;
8598         }
8599         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
8600                 if (state->refs[i].id == ref_obj_id) {
8601                         if (state->refs[i].release_on_unlock) {
8602                                 verbose(env, "verifier internal error: expected false release_on_unlock");
8603                                 return -EFAULT;
8604                         }
8605                         state->refs[i].release_on_unlock = true;
8606                         /* Now mark everyone sharing same ref_obj_id as untrusted */
8607                         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
8608                                 if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id)
8609                                         reg->type |= PTR_UNTRUSTED;
8610                         }));
8611                         return 0;
8612                 }
8613         }
8614         verbose(env, "verifier internal error: ref state missing for ref_obj_id\n");
8615         return -EFAULT;
8616 }
8617
8618 /* Implementation details:
8619  *
8620  * Each register points to some region of memory, which we define as an
8621  * allocation. Each allocation may embed a bpf_spin_lock which protects any
8622  * special BPF objects (bpf_list_head, bpf_rb_root, etc.) part of the same
8623  * allocation. The lock and the data it protects are colocated in the same
8624  * memory region.
8625  *
8626  * Hence, everytime a register holds a pointer value pointing to such
8627  * allocation, the verifier preserves a unique reg->id for it.
8628  *
8629  * The verifier remembers the lock 'ptr' and the lock 'id' whenever
8630  * bpf_spin_lock is called.
8631  *
8632  * To enable this, lock state in the verifier captures two values:
8633  *      active_lock.ptr = Register's type specific pointer
8634  *      active_lock.id  = A unique ID for each register pointer value
8635  *
8636  * Currently, PTR_TO_MAP_VALUE and PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC are the two
8637  * supported register types.
8638  *
8639  * The active_lock.ptr in case of map values is the reg->map_ptr, and in case of
8640  * allocated objects is the reg->btf pointer.
8641  *
8642  * The active_lock.id is non-unique for maps supporting direct_value_addr, as we
8643  * can establish the provenance of the map value statically for each distinct
8644  * lookup into such maps. They always contain a single map value hence unique
8645  * IDs for each pseudo load pessimizes the algorithm and rejects valid programs.
8646  *
8647  * So, in case of global variables, they use array maps with max_entries = 1,
8648  * hence their active_lock.ptr becomes map_ptr and id = 0 (since they all point
8649  * into the same map value as max_entries is 1, as described above).
8650  *
8651  * In case of inner map lookups, the inner map pointer has same map_ptr as the
8652  * outer map pointer (in verifier context), but each lookup into an inner map
8653  * assigns a fresh reg->id to the lookup, so while lookups into distinct inner
8654  * maps from the same outer map share the same map_ptr as active_lock.ptr, they
8655  * will get different reg->id assigned to each lookup, hence different
8656  * active_lock.id.
8657  *
8658  * In case of allocated objects, active_lock.ptr is the reg->btf, and the
8659  * reg->id is a unique ID preserved after the NULL pointer check on the pointer
8660  * returned from bpf_obj_new. Each allocation receives a new reg->id.
8661  */
8662 static int check_reg_allocation_locked(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
8663 {
8664         void *ptr;
8665         u32 id;
8666
8667         switch ((int)reg->type) {
8668         case PTR_TO_MAP_VALUE:
8669                 ptr = reg->map_ptr;
8670                 break;
8671         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
8672         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_TRUSTED:
8673                 ptr = reg->btf;
8674                 break;
8675         default:
8676                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reg type for lock check\n");
8677                 return -EFAULT;
8678         }
8679         id = reg->id;
8680
8681         if (!env->cur_state->active_lock.ptr)
8682                 return -EINVAL;
8683         if (env->cur_state->active_lock.ptr != ptr ||
8684             env->cur_state->active_lock.id != id) {
8685                 verbose(env, "held lock and object are not in the same allocation\n");
8686                 return -EINVAL;
8687         }
8688         return 0;
8689 }
8690
8691 static bool is_bpf_list_api_kfunc(u32 btf_id)
8692 {
8693         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front] ||
8694                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back] ||
8695                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_front] ||
8696                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_back];
8697 }
8698
8699 static int process_kf_arg_ptr_to_list_head(struct bpf_verifier_env *env,
8700                                            struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
8701                                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8702 {
8703         struct btf_field *field;
8704         struct btf_record *rec;
8705         u32 list_head_off;
8706
8707         if (meta->btf != btf_vmlinux || !is_bpf_list_api_kfunc(meta->func_id)) {
8708                 verbose(env, "verifier internal error: bpf_list_head argument for unknown kfunc\n");
8709                 return -EFAULT;
8710         }
8711
8712         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8713                 verbose(env,
8714                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_list_head has to be at the constant offset\n",
8715                         regno);
8716                 return -EINVAL;
8717         }
8718
8719         rec = reg_btf_record(reg);
8720         list_head_off = reg->off + reg->var_off.value;
8721         field = btf_record_find(rec, list_head_off, BPF_LIST_HEAD);
8722         if (!field) {
8723                 verbose(env, "bpf_list_head not found at offset=%u\n", list_head_off);
8724                 return -EINVAL;
8725         }
8726
8727         /* All functions require bpf_list_head to be protected using a bpf_spin_lock */
8728         if (check_reg_allocation_locked(env, reg)) {
8729                 verbose(env, "bpf_spin_lock at off=%d must be held for bpf_list_head\n",
8730                         rec->spin_lock_off);
8731                 return -EINVAL;
8732         }
8733
8734         if (meta->arg_list_head.field) {
8735                 verbose(env, "verifier internal error: repeating bpf_list_head arg\n");
8736                 return -EFAULT;
8737         }
8738         meta->arg_list_head.field = field;
8739         return 0;
8740 }
8741
8742 static int process_kf_arg_ptr_to_list_node(struct bpf_verifier_env *env,
8743                                            struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
8744                                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8745 {
8746         const struct btf_type *et, *t;
8747         struct btf_field *field;
8748         struct btf_record *rec;
8749         u32 list_node_off;
8750
8751         if (meta->btf != btf_vmlinux ||
8752             (meta->func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front] &&
8753              meta->func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back])) {
8754                 verbose(env, "verifier internal error: bpf_list_node argument for unknown kfunc\n");
8755                 return -EFAULT;
8756         }
8757
8758         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8759                 verbose(env,
8760                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_list_node has to be at the constant offset\n",
8761                         regno);
8762                 return -EINVAL;
8763         }
8764
8765         rec = reg_btf_record(reg);
8766         list_node_off = reg->off + reg->var_off.value;
8767         field = btf_record_find(rec, list_node_off, BPF_LIST_NODE);
8768         if (!field || field->offset != list_node_off) {
8769                 verbose(env, "bpf_list_node not found at offset=%u\n", list_node_off);
8770                 return -EINVAL;
8771         }
8772
8773         field = meta->arg_list_head.field;
8774
8775         et = btf_type_by_id(field->list_head.btf, field->list_head.value_btf_id);
8776         t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
8777         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, 0, field->list_head.btf,
8778                                   field->list_head.value_btf_id, true)) {
8779                 verbose(env, "operation on bpf_list_head expects arg#1 bpf_list_node at offset=%d "
8780                         "in struct %s, but arg is at offset=%d in struct %s\n",
8781                         field->list_head.node_offset, btf_name_by_offset(field->list_head.btf, et->name_off),
8782                         list_node_off, btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off));
8783                 return -EINVAL;
8784         }
8785
8786         if (list_node_off != field->list_head.node_offset) {
8787                 verbose(env, "arg#1 offset=%d, but expected bpf_list_node at offset=%d in struct %s\n",
8788                         list_node_off, field->list_head.node_offset,
8789                         btf_name_by_offset(field->list_head.btf, et->name_off));
8790                 return -EINVAL;
8791         }
8792         /* Set arg#1 for expiration after unlock */
8793         return ref_set_release_on_unlock(env, reg->ref_obj_id);
8794 }
8795
8796 static int check_kfunc_args(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8797 {
8798         const char *func_name = meta->func_name, *ref_tname;
8799         const struct btf *btf = meta->btf;
8800         const struct btf_param *args;
8801         u32 i, nargs;
8802         int ret;
8803
8804         args = (const struct btf_param *)(meta->func_proto + 1);
8805         nargs = btf_type_vlen(meta->func_proto);
8806         if (nargs > MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS) {
8807                 verbose(env, "Function %s has %d > %d args\n", func_name, nargs,
8808                         MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS);
8809                 return -EINVAL;
8810         }
8811
8812         /* Check that BTF function arguments match actual types that the
8813          * verifier sees.
8814          */
8815         for (i = 0; i < nargs; i++) {
8816                 struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[i + 1];
8817                 const struct btf_type *t, *ref_t, *resolve_ret;
8818                 enum bpf_arg_type arg_type = ARG_DONTCARE;
8819                 u32 regno = i + 1, ref_id, type_size;
8820                 bool is_ret_buf_sz = false;
8821                 int kf_arg_type;
8822
8823                 t = btf_type_skip_modifiers(btf, args[i].type, NULL);
8824
8825                 if (is_kfunc_arg_ignore(btf, &args[i]))
8826                         continue;
8827
8828                 if (btf_type_is_scalar(t)) {
8829                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
8830                                 verbose(env, "R%d is not a scalar\n", regno);
8831                                 return -EINVAL;
8832                         }
8833
8834                         if (is_kfunc_arg_constant(meta->btf, &args[i])) {
8835                                 if (meta->arg_constant.found) {
8836                                         verbose(env, "verifier internal error: only one constant argument permitted\n");
8837                                         return -EFAULT;
8838                                 }
8839                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8840                                         verbose(env, "R%d must be a known constant\n", regno);
8841                                         return -EINVAL;
8842                                 }
8843                                 ret = mark_chain_precision(env, regno);
8844                                 if (ret < 0)
8845                                         return ret;
8846                                 meta->arg_constant.found = true;
8847                                 meta->arg_constant.value = reg->var_off.value;
8848                         } else if (is_kfunc_arg_scalar_with_name(btf, &args[i], "rdonly_buf_size")) {
8849                                 meta->r0_rdonly = true;
8850                                 is_ret_buf_sz = true;
8851                         } else if (is_kfunc_arg_scalar_with_name(btf, &args[i], "rdwr_buf_size")) {
8852                                 is_ret_buf_sz = true;
8853                         }
8854
8855                         if (is_ret_buf_sz) {
8856                                 if (meta->r0_size) {
8857                                         verbose(env, "2 or more rdonly/rdwr_buf_size parameters for kfunc");
8858                                         return -EINVAL;
8859                                 }
8860
8861                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8862                                         verbose(env, "R%d is not a const\n", regno);
8863                                         return -EINVAL;
8864                                 }
8865
8866                                 meta->r0_size = reg->var_off.value;
8867                                 ret = mark_chain_precision(env, regno);
8868                                 if (ret)
8869                                         return ret;
8870                         }
8871                         continue;
8872                 }
8873
8874                 if (!btf_type_is_ptr(t)) {
8875                         verbose(env, "Unrecognized arg#%d type %s\n", i, btf_type_str(t));
8876                         return -EINVAL;
8877                 }
8878
8879                 if (reg->ref_obj_id) {
8880                         if (is_kfunc_release(meta) && meta->ref_obj_id) {
8881                                 verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
8882                                         regno, reg->ref_obj_id,
8883                                         meta->ref_obj_id);
8884                                 return -EFAULT;
8885                         }
8886                         meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
8887                         if (is_kfunc_release(meta))
8888                                 meta->release_regno = regno;
8889                 }
8890
8891                 ref_t = btf_type_skip_modifiers(btf, t->type, &ref_id);
8892                 ref_tname = btf_name_by_offset(btf, ref_t->name_off);
8893
8894                 kf_arg_type = get_kfunc_ptr_arg_type(env, meta, t, ref_t, ref_tname, args, i, nargs);
8895                 if (kf_arg_type < 0)
8896                         return kf_arg_type;
8897
8898                 switch (kf_arg_type) {
8899                 case KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID:
8900                 case KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID:
8901                         if (!is_kfunc_trusted_args(meta) && !is_kfunc_rcu(meta))
8902                                 break;
8903
8904                         if (!is_trusted_reg(reg)) {
8905                                 if (!is_kfunc_rcu(meta)) {
8906                                         verbose(env, "R%d must be referenced or trusted\n", regno);
8907                                         return -EINVAL;
8908                                 }
8909                                 if (!is_rcu_reg(reg)) {
8910                                         verbose(env, "R%d must be a rcu pointer\n", regno);
8911                                         return -EINVAL;
8912                                 }
8913                         }
8914
8915                         fallthrough;
8916                 case KF_ARG_PTR_TO_CTX:
8917                         /* Trusted arguments have the same offset checks as release arguments */
8918                         arg_type |= OBJ_RELEASE;
8919                         break;
8920                 case KF_ARG_PTR_TO_KPTR:
8921                 case KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR:
8922                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD:
8923                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE:
8924                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM:
8925                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE:
8926                         /* Trusted by default */
8927                         break;
8928                 default:
8929                         WARN_ON_ONCE(1);
8930                         return -EFAULT;
8931                 }
8932
8933                 if (is_kfunc_release(meta) && reg->ref_obj_id)
8934                         arg_type |= OBJ_RELEASE;
8935                 ret = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
8936                 if (ret < 0)
8937                         return ret;
8938
8939                 switch (kf_arg_type) {
8940                 case KF_ARG_PTR_TO_CTX:
8941                         if (reg->type != PTR_TO_CTX) {
8942                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to ctx, but got %s\n", i, btf_type_str(t));
8943                                 return -EINVAL;
8944                         }
8945
8946                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx]) {
8947                                 ret = get_kern_ctx_btf_id(&env->log, resolve_prog_type(env->prog));
8948                                 if (ret < 0)
8949                                         return -EINVAL;
8950                                 meta->ret_btf_id  = ret;
8951                         }
8952                         break;
8953                 case KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID:
8954                         if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
8955                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
8956                                 return -EINVAL;
8957                         }
8958                         if (!reg->ref_obj_id) {
8959                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
8960                                 return -EINVAL;
8961                         }
8962                         if (meta->btf == btf_vmlinux &&
8963                             meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl]) {
8964                                 meta->arg_obj_drop.btf = reg->btf;
8965                                 meta->arg_obj_drop.btf_id = reg->btf_id;
8966                         }
8967                         break;
8968                 case KF_ARG_PTR_TO_KPTR:
8969                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE) {
8970                                 verbose(env, "arg#0 expected pointer to map value\n");
8971                                 return -EINVAL;
8972                         }
8973                         ret = process_kf_arg_ptr_to_kptr(env, reg, ref_t, ref_tname, meta, i);
8974                         if (ret < 0)
8975                                 return ret;
8976                         break;
8977                 case KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR:
8978                         if (reg->type != PTR_TO_STACK &&
8979                             reg->type != CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
8980                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to stack or dynptr_ptr\n", i);
8981                                 return -EINVAL;
8982                         }
8983
8984                         ret = process_dynptr_func(env, regno, ARG_PTR_TO_DYNPTR | MEM_RDONLY, NULL);
8985                         if (ret < 0)
8986                                 return ret;
8987                         break;
8988                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD:
8989                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
8990                             reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
8991                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to map value or allocated object\n", i);
8992                                 return -EINVAL;
8993                         }
8994                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC) && !reg->ref_obj_id) {
8995                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
8996                                 return -EINVAL;
8997                         }
8998                         ret = process_kf_arg_ptr_to_list_head(env, reg, regno, meta);
8999                         if (ret < 0)
9000                                 return ret;
9001                         break;
9002                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE:
9003                         if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
9004                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
9005                                 return -EINVAL;
9006                         }
9007                         if (!reg->ref_obj_id) {
9008                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
9009                                 return -EINVAL;
9010                         }
9011                         ret = process_kf_arg_ptr_to_list_node(env, reg, regno, meta);
9012                         if (ret < 0)
9013                                 return ret;
9014                         break;
9015                 case KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID:
9016                         /* Only base_type is checked, further checks are done here */
9017                         if ((base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID ||
9018                              (bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type) && !is_rcu_reg(reg))) &&
9019                             !reg2btf_ids[base_type(reg->type)]) {
9020                                 verbose(env, "arg#%d is %s ", i, reg_type_str(env, reg->type));
9021                                 verbose(env, "expected %s or socket\n",
9022                                         reg_type_str(env, base_type(reg->type) |
9023                                                           (type_flag(reg->type) & BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS)));
9024                                 return -EINVAL;
9025                         }
9026                         ret = process_kf_arg_ptr_to_btf_id(env, reg, ref_t, ref_tname, ref_id, meta, i);
9027                         if (ret < 0)
9028                                 return ret;
9029                         break;
9030                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM:
9031                         resolve_ret = btf_resolve_size(btf, ref_t, &type_size);
9032                         if (IS_ERR(resolve_ret)) {
9033                                 verbose(env, "arg#%d reference type('%s %s') size cannot be determined: %ld\n",
9034                                         i, btf_type_str(ref_t), ref_tname, PTR_ERR(resolve_ret));
9035                                 return -EINVAL;
9036                         }
9037                         ret = check_mem_reg(env, reg, regno, type_size);
9038                         if (ret < 0)
9039                                 return ret;
9040                         break;
9041                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE:
9042                         ret = check_kfunc_mem_size_reg(env, &regs[regno + 1], regno + 1);
9043                         if (ret < 0) {
9044                                 verbose(env, "arg#%d arg#%d memory, len pair leads to invalid memory access\n", i, i + 1);
9045                                 return ret;
9046                         }
9047                         /* Skip next '__sz' argument */
9048                         i++;
9049                         break;
9050                 }
9051         }
9052
9053         if (is_kfunc_release(meta) && !meta->release_regno) {
9054                 verbose(env, "release kernel function %s expects refcounted PTR_TO_BTF_ID\n",
9055                         func_name);
9056                 return -EINVAL;
9057         }
9058
9059         return 0;
9060 }
9061
9062 static int check_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
9063                             int *insn_idx_p)
9064 {
9065         const struct btf_type *t, *func, *func_proto, *ptr_type;
9066         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
9067         const char *func_name, *ptr_type_name;
9068         bool sleepable, rcu_lock, rcu_unlock;
9069         struct bpf_kfunc_call_arg_meta meta;
9070         u32 i, nargs, func_id, ptr_type_id;
9071         int err, insn_idx = *insn_idx_p;
9072         const struct btf_param *args;
9073         const struct btf_type *ret_t;
9074         struct btf *desc_btf;
9075         u32 *kfunc_flags;
9076
9077         /* skip for now, but return error when we find this in fixup_kfunc_call */
9078         if (!insn->imm)
9079                 return 0;
9080
9081         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, insn->off);
9082         if (IS_ERR(desc_btf))
9083                 return PTR_ERR(desc_btf);
9084
9085         func_id = insn->imm;
9086         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
9087         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
9088         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
9089
9090         kfunc_flags = btf_kfunc_id_set_contains(desc_btf, resolve_prog_type(env->prog), func_id);
9091         if (!kfunc_flags) {
9092                 verbose(env, "calling kernel function %s is not allowed\n",
9093                         func_name);
9094                 return -EACCES;
9095         }
9096
9097         /* Prepare kfunc call metadata */
9098         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
9099         meta.btf = desc_btf;
9100         meta.func_id = func_id;
9101         meta.kfunc_flags = *kfunc_flags;
9102         meta.func_proto = func_proto;
9103         meta.func_name = func_name;
9104
9105         if (is_kfunc_destructive(&meta) && !capable(CAP_SYS_BOOT)) {
9106                 verbose(env, "destructive kfunc calls require CAP_SYS_BOOT capability\n");
9107                 return -EACCES;
9108         }
9109
9110         sleepable = is_kfunc_sleepable(&meta);
9111         if (sleepable && !env->prog->aux->sleepable) {
9112                 verbose(env, "program must be sleepable to call sleepable kfunc %s\n", func_name);
9113                 return -EACCES;
9114         }
9115
9116         rcu_lock = is_kfunc_bpf_rcu_read_lock(&meta);
9117         rcu_unlock = is_kfunc_bpf_rcu_read_unlock(&meta);
9118         if ((rcu_lock || rcu_unlock) && !env->rcu_tag_supported) {
9119                 verbose(env, "no vmlinux btf rcu tag support for kfunc %s\n", func_name);
9120                 return -EACCES;
9121         }
9122
9123         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
9124                 struct bpf_func_state *state;
9125                 struct bpf_reg_state *reg;
9126
9127                 if (rcu_lock) {
9128                         verbose(env, "nested rcu read lock (kernel function %s)\n", func_name);
9129                         return -EINVAL;
9130                 } else if (rcu_unlock) {
9131                         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
9132                                 if (reg->type & MEM_RCU) {
9133                                         reg->type &= ~(MEM_RCU | PTR_MAYBE_NULL);
9134                                         reg->type |= PTR_UNTRUSTED;
9135                                 }
9136                         }));
9137                         env->cur_state->active_rcu_lock = false;
9138                 } else if (sleepable) {
9139                         verbose(env, "kernel func %s is sleepable within rcu_read_lock region\n", func_name);
9140                         return -EACCES;
9141                 }
9142         } else if (rcu_lock) {
9143                 env->cur_state->active_rcu_lock = true;
9144         } else if (rcu_unlock) {
9145                 verbose(env, "unmatched rcu read unlock (kernel function %s)\n", func_name);
9146                 return -EINVAL;
9147         }
9148
9149         /* Check the arguments */
9150         err = check_kfunc_args(env, &meta);
9151         if (err < 0)
9152                 return err;
9153         /* In case of release function, we get register number of refcounted
9154          * PTR_TO_BTF_ID in bpf_kfunc_arg_meta, do the release now.
9155          */
9156         if (meta.release_regno) {
9157                 err = release_reference(env, regs[meta.release_regno].ref_obj_id);
9158                 if (err) {
9159                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
9160                                 func_name, func_id);
9161                         return err;
9162                 }
9163         }
9164
9165         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++)
9166                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
9167
9168         /* Check return type */
9169         t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, func_proto->type, NULL);
9170
9171         if (is_kfunc_acquire(&meta) && !btf_type_is_struct_ptr(meta.btf, t)) {
9172                 /* Only exception is bpf_obj_new_impl */
9173                 if (meta.btf != btf_vmlinux || meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl]) {
9174                         verbose(env, "acquire kernel function does not return PTR_TO_BTF_ID\n");
9175                         return -EINVAL;
9176                 }
9177         }
9178
9179         if (btf_type_is_scalar(t)) {
9180                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
9181                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, t->size);
9182         } else if (btf_type_is_ptr(t)) {
9183                 ptr_type = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, t->type, &ptr_type_id);
9184
9185                 if (meta.btf == btf_vmlinux && btf_id_set_contains(&special_kfunc_set, meta.func_id)) {
9186                         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl]) {
9187                                 struct btf *ret_btf;
9188                                 u32 ret_btf_id;
9189
9190                                 if (unlikely(!bpf_global_ma_set))
9191                                         return -ENOMEM;
9192
9193                                 if (((u64)(u32)meta.arg_constant.value) != meta.arg_constant.value) {
9194                                         verbose(env, "local type ID argument must be in range [0, U32_MAX]\n");
9195                                         return -EINVAL;
9196                                 }
9197
9198                                 ret_btf = env->prog->aux->btf;
9199                                 ret_btf_id = meta.arg_constant.value;
9200
9201                                 /* This may be NULL due to user not supplying a BTF */
9202                                 if (!ret_btf) {
9203                                         verbose(env, "bpf_obj_new requires prog BTF\n");
9204                                         return -EINVAL;
9205                                 }
9206
9207                                 ret_t = btf_type_by_id(ret_btf, ret_btf_id);
9208                                 if (!ret_t || !__btf_type_is_struct(ret_t)) {
9209                                         verbose(env, "bpf_obj_new type ID argument must be of a struct\n");
9210                                         return -EINVAL;
9211                                 }
9212
9213                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9214                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
9215                                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
9216                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
9217
9218                                 env->insn_aux_data[insn_idx].obj_new_size = ret_t->size;
9219                                 env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta =
9220                                         btf_find_struct_meta(ret_btf, ret_btf_id);
9221                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl]) {
9222                                 env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta =
9223                                         btf_find_struct_meta(meta.arg_obj_drop.btf,
9224                                                              meta.arg_obj_drop.btf_id);
9225                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_front] ||
9226                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_back]) {
9227                                 struct btf_field *field = meta.arg_list_head.field;
9228
9229                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9230                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
9231                                 regs[BPF_REG_0].btf = field->list_head.btf;
9232                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = field->list_head.value_btf_id;
9233                                 regs[BPF_REG_0].off = field->list_head.node_offset;
9234                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx]) {
9235                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9236                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED;
9237                                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
9238                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
9239                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rdonly_cast]) {
9240                                 ret_t = btf_type_by_id(desc_btf, meta.arg_constant.value);
9241                                 if (!ret_t || !btf_type_is_struct(ret_t)) {
9242                                         verbose(env,
9243                                                 "kfunc bpf_rdonly_cast type ID argument must be of a struct\n");
9244                                         return -EINVAL;
9245                                 }
9246
9247                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9248                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED;
9249                                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
9250                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.arg_constant.value;
9251                         } else {
9252                                 verbose(env, "kernel function %s unhandled dynamic return type\n",
9253                                         meta.func_name);
9254                                 return -EFAULT;
9255                         }
9256                 } else if (!__btf_type_is_struct(ptr_type)) {
9257                         if (!meta.r0_size) {
9258                                 ptr_type_name = btf_name_by_offset(desc_btf,
9259                                                                    ptr_type->name_off);
9260                                 verbose(env,
9261                                         "kernel function %s returns pointer type %s %s is not supported\n",
9262                                         func_name,
9263                                         btf_type_str(ptr_type),
9264                                         ptr_type_name);
9265                                 return -EINVAL;
9266                         }
9267
9268                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9269                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM;
9270                         regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.r0_size;
9271
9272                         if (meta.r0_rdonly)
9273                                 regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RDONLY;
9274
9275                         /* Ensures we don't access the memory after a release_reference() */
9276                         if (meta.ref_obj_id)
9277                                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
9278                 } else {
9279                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9280                         regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
9281                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID;
9282                         regs[BPF_REG_0].btf_id = ptr_type_id;
9283                 }
9284
9285                 if (is_kfunc_ret_null(&meta)) {
9286                         regs[BPF_REG_0].type |= PTR_MAYBE_NULL;
9287                         /* For mark_ptr_or_null_reg, see 93c230e3f5bd6 */
9288                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
9289                 }
9290                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, sizeof(void *));
9291                 if (is_kfunc_acquire(&meta)) {
9292                         int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
9293
9294                         if (id < 0)
9295                                 return id;
9296                         if (is_kfunc_ret_null(&meta))
9297                                 regs[BPF_REG_0].id = id;
9298                         regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
9299                 }
9300                 if (reg_may_point_to_spin_lock(&regs[BPF_REG_0]) && !regs[BPF_REG_0].id)
9301                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
9302         } /* else { add_kfunc_call() ensures it is btf_type_is_void(t) } */
9303
9304         nargs = btf_type_vlen(func_proto);
9305         args = (const struct btf_param *)(func_proto + 1);
9306         for (i = 0; i < nargs; i++) {
9307                 u32 regno = i + 1;
9308
9309                 t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, args[i].type, NULL);
9310                 if (btf_type_is_ptr(t))
9311                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, sizeof(void *));
9312                 else
9313                         /* scalar. ensured by btf_check_kfunc_arg_match() */
9314                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, t->size);
9315         }
9316
9317         return 0;
9318 }
9319
9320 static bool signed_add_overflows(s64 a, s64 b)
9321 {
9322         /* Do the add in u64, where overflow is well-defined */
9323         s64 res = (s64)((u64)a + (u64)b);
9324
9325         if (b < 0)
9326                 return res > a;
9327         return res < a;
9328 }
9329
9330 static bool signed_add32_overflows(s32 a, s32 b)
9331 {
9332         /* Do the add in u32, where overflow is well-defined */
9333         s32 res = (s32)((u32)a + (u32)b);
9334
9335         if (b < 0)
9336                 return res > a;
9337         return res < a;
9338 }
9339
9340 static bool signed_sub_overflows(s64 a, s64 b)
9341 {
9342         /* Do the sub in u64, where overflow is well-defined */
9343         s64 res = (s64)((u64)a - (u64)b);
9344
9345         if (b < 0)
9346                 return res < a;
9347         return res > a;
9348 }
9349
9350 static bool signed_sub32_overflows(s32 a, s32 b)
9351 {
9352         /* Do the sub in u32, where overflow is well-defined */
9353         s32 res = (s32)((u32)a - (u32)b);
9354
9355         if (b < 0)
9356                 return res < a;
9357         return res > a;
9358 }
9359
9360 static bool check_reg_sane_offset(struct bpf_verifier_env *env,
9361                                   const struct bpf_reg_state *reg,
9362                                   enum bpf_reg_type type)
9363 {
9364         bool known = tnum_is_const(reg->var_off);
9365         s64 val = reg->var_off.value;
9366         s64 smin = reg->smin_value;
9367
9368         if (known && (val >= BPF_MAX_VAR_OFF || val <= -BPF_MAX_VAR_OFF)) {
9369                 verbose(env, "math between %s pointer and %lld is not allowed\n",
9370                         reg_type_str(env, type), val);
9371                 return false;
9372         }
9373
9374         if (reg->off >= BPF_MAX_VAR_OFF || reg->off <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
9375                 verbose(env, "%s pointer offset %d is not allowed\n",
9376                         reg_type_str(env, type), reg->off);
9377                 return false;
9378         }
9379
9380         if (smin == S64_MIN) {
9381                 verbose(env, "math between %s pointer and register with unbounded min value is not allowed\n",
9382                         reg_type_str(env, type));
9383                 return false;
9384         }
9385
9386         if (smin >= BPF_MAX_VAR_OFF || smin <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
9387                 verbose(env, "value %lld makes %s pointer be out of bounds\n",
9388                         smin, reg_type_str(env, type));
9389                 return false;
9390         }
9391
9392         return true;
9393 }
9394
9395 enum {
9396         REASON_BOUNDS   = -1,
9397         REASON_TYPE     = -2,
9398         REASON_PATHS    = -3,
9399         REASON_LIMIT    = -4,
9400         REASON_STACK    = -5,
9401 };
9402
9403 static int retrieve_ptr_limit(const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
9404                               u32 *alu_limit, bool mask_to_left)
9405 {
9406         u32 max = 0, ptr_limit = 0;
9407
9408         switch (ptr_reg->type) {
9409         case PTR_TO_STACK:
9410                 /* Offset 0 is out-of-bounds, but acceptable start for the
9411                  * left direction, see BPF_REG_FP. Also, unknown scalar
9412                  * offset where we would need to deal with min/max bounds is
9413                  * currently prohibited for unprivileged.
9414                  */
9415                 max = MAX_BPF_STACK + mask_to_left;
9416                 ptr_limit = -(ptr_reg->var_off.value + ptr_reg->off);
9417                 break;
9418         case PTR_TO_MAP_VALUE:
9419                 max = ptr_reg->map_ptr->value_size;
9420                 ptr_limit = (mask_to_left ?
9421                              ptr_reg->smin_value :
9422                              ptr_reg->umax_value) + ptr_reg->off;
9423                 break;
9424         default:
9425                 return REASON_TYPE;
9426         }
9427
9428         if (ptr_limit >= max)
9429                 return REASON_LIMIT;
9430         *alu_limit = ptr_limit;
9431         return 0;
9432 }
9433
9434 static bool can_skip_alu_sanitation(const struct bpf_verifier_env *env,
9435                                     const struct bpf_insn *insn)
9436 {
9437         return env->bypass_spec_v1 || BPF_SRC(insn->code) == BPF_K;
9438 }
9439
9440 static int update_alu_sanitation_state(struct bpf_insn_aux_data *aux,
9441                                        u32 alu_state, u32 alu_limit)
9442 {
9443         /* If we arrived here from different branches with different
9444          * state or limits to sanitize, then this won't work.
9445          */
9446         if (aux->alu_state &&
9447             (aux->alu_state != alu_state ||
9448              aux->alu_limit != alu_limit))
9449                 return REASON_PATHS;
9450
9451         /* Corresponding fixup done in do_misc_fixups(). */
9452         aux->alu_state = alu_state;
9453         aux->alu_limit = alu_limit;
9454         return 0;
9455 }
9456
9457 static int sanitize_val_alu(struct bpf_verifier_env *env,
9458                             struct bpf_insn *insn)
9459 {
9460         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
9461
9462         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
9463                 return 0;
9464
9465         return update_alu_sanitation_state(aux, BPF_ALU_NON_POINTER, 0);
9466 }
9467
9468 static bool sanitize_needed(u8 opcode)
9469 {
9470         return opcode == BPF_ADD || opcode == BPF_SUB;
9471 }
9472
9473 struct bpf_sanitize_info {
9474         struct bpf_insn_aux_data aux;
9475         bool mask_to_left;
9476 };
9477
9478 static struct bpf_verifier_state *
9479 sanitize_speculative_path(struct bpf_verifier_env *env,
9480                           const struct bpf_insn *insn,
9481                           u32 next_idx, u32 curr_idx)
9482 {
9483         struct bpf_verifier_state *branch;
9484         struct bpf_reg_state *regs;
9485
9486         branch = push_stack(env, next_idx, curr_idx, true);
9487         if (branch && insn) {
9488                 regs = branch->frame[branch->curframe]->regs;
9489                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
9490                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
9491                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
9492                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
9493                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->src_reg);
9494                 }
9495         }
9496         return branch;
9497 }
9498
9499 static int sanitize_ptr_alu(struct bpf_verifier_env *env,
9500                             struct bpf_insn *insn,
9501                             const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
9502                             const struct bpf_reg_state *off_reg,
9503                             struct bpf_reg_state *dst_reg,
9504                             struct bpf_sanitize_info *info,
9505                             const bool commit_window)
9506 {
9507         struct bpf_insn_aux_data *aux = commit_window ? cur_aux(env) : &info->aux;
9508         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
9509         bool off_is_imm = tnum_is_const(off_reg->var_off);
9510         bool off_is_neg = off_reg->smin_value < 0;
9511         bool ptr_is_dst_reg = ptr_reg == dst_reg;
9512         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
9513         u32 alu_state, alu_limit;
9514         struct bpf_reg_state tmp;
9515         bool ret;
9516         int err;
9517
9518         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
9519                 return 0;
9520
9521         /* We already marked aux for masking from non-speculative
9522          * paths, thus we got here in the first place. We only care
9523          * to explore bad access from here.
9524          */
9525         if (vstate->speculative)
9526                 goto do_sim;
9527
9528         if (!commit_window) {
9529                 if (!tnum_is_const(off_reg->var_off) &&
9530                     (off_reg->smin_value < 0) != (off_reg->smax_value < 0))
9531                         return REASON_BOUNDS;
9532
9533                 info->mask_to_left = (opcode == BPF_ADD &&  off_is_neg) ||
9534                                      (opcode == BPF_SUB && !off_is_neg);
9535         }
9536
9537         err = retrieve_ptr_limit(ptr_reg, &alu_limit, info->mask_to_left);
9538         if (err < 0)
9539                 return err;
9540
9541         if (commit_window) {
9542                 /* In commit phase we narrow the masking window based on
9543                  * the observed pointer move after the simulated operation.
9544                  */
9545                 alu_state = info->aux.alu_state;
9546                 alu_limit = abs(info->aux.alu_limit - alu_limit);
9547         } else {
9548                 alu_state  = off_is_neg ? BPF_ALU_NEG_VALUE : 0;
9549                 alu_state |= off_is_imm ? BPF_ALU_IMMEDIATE : 0;
9550                 alu_state |= ptr_is_dst_reg ?
9551                              BPF_ALU_SANITIZE_SRC : BPF_ALU_SANITIZE_DST;
9552
9553                 /* Limit pruning on unknown scalars to enable deep search for
9554                  * potential masking differences from other program paths.
9555                  */
9556                 if (!off_is_imm)
9557                         env->explore_alu_limits = true;
9558         }
9559
9560         err = update_alu_sanitation_state(aux, alu_state, alu_limit);
9561         if (err < 0)
9562                 return err;
9563 do_sim:
9564         /* If we're in commit phase, we're done here given we already
9565          * pushed the truncated dst_reg into the speculative verification
9566          * stack.
9567          *
9568          * Also, when register is a known constant, we rewrite register-based
9569          * operation to immediate-based, and thus do not need masking (and as
9570          * a consequence, do not need to simulate the zero-truncation either).
9571          */
9572         if (commit_window || off_is_imm)
9573                 return 0;
9574
9575         /* Simulate and find potential out-of-bounds access under
9576          * speculative execution from truncation as a result of
9577          * masking when off was not within expected range. If off
9578          * sits in dst, then we temporarily need to move ptr there
9579          * to simulate dst (== 0) +/-= ptr. Needed, for example,
9580          * for cases where we use K-based arithmetic in one direction
9581          * and truncated reg-based in the other in order to explore
9582          * bad access.
9583          */
9584         if (!ptr_is_dst_reg) {
9585                 tmp = *dst_reg;
9586                 *dst_reg = *ptr_reg;
9587         }
9588         ret = sanitize_speculative_path(env, NULL, env->insn_idx + 1,
9589                                         env->insn_idx);
9590         if (!ptr_is_dst_reg && ret)
9591                 *dst_reg = tmp;
9592         return !ret ? REASON_STACK : 0;
9593 }
9594
9595 static void sanitize_mark_insn_seen(struct bpf_verifier_env *env)
9596 {
9597         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
9598
9599         /* If we simulate paths under speculation, we don't update the
9600          * insn as 'seen' such that when we verify unreachable paths in
9601          * the non-speculative domain, sanitize_dead_code() can still
9602          * rewrite/sanitize them.
9603          */
9604         if (!vstate->speculative)
9605                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
9606 }
9607
9608 static int sanitize_err(struct bpf_verifier_env *env,
9609                         const struct bpf_insn *insn, int reason,
9610                         const struct bpf_reg_state *off_reg,
9611                         const struct bpf_reg_state *dst_reg)
9612 {
9613         static const char *err = "pointer arithmetic with it prohibited for !root";
9614         const char *op = BPF_OP(insn->code) == BPF_ADD ? "add" : "sub";
9615         u32 dst = insn->dst_reg, src = insn->src_reg;
9616
9617         switch (reason) {
9618         case REASON_BOUNDS:
9619                 verbose(env, "R%d has unknown scalar with mixed signed bounds, %s\n",
9620                         off_reg == dst_reg ? dst : src, err);
9621                 break;
9622         case REASON_TYPE:
9623                 verbose(env, "R%d has pointer with unsupported alu operation, %s\n",
9624                         off_reg == dst_reg ? src : dst, err);
9625                 break;
9626         case REASON_PATHS:
9627                 verbose(env, "R%d tried to %s from different maps, paths or scalars, %s\n",
9628                         dst, op, err);
9629                 break;
9630         case REASON_LIMIT:
9631                 verbose(env, "R%d tried to %s beyond pointer bounds, %s\n",
9632                         dst, op, err);
9633                 break;
9634         case REASON_STACK:
9635                 verbose(env, "R%d could not be pushed for speculative verification, %s\n",
9636                         dst, err);
9637                 break;
9638         default:
9639                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reason (%d)\n",
9640                         reason);
9641                 break;
9642         }
9643
9644         return -EACCES;
9645 }
9646
9647 /* check that stack access falls within stack limits and that 'reg' doesn't
9648  * have a variable offset.
9649  *
9650  * Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity since it
9651  * requires corresponding support in Spectre masking for stack ALU.  See also
9652  * retrieve_ptr_limit().
9653  *
9654  *
9655  * 'off' includes 'reg->off'.
9656  */
9657 static int check_stack_access_for_ptr_arithmetic(
9658                                 struct bpf_verifier_env *env,
9659                                 int regno,
9660                                 const struct bpf_reg_state *reg,
9661                                 int off)
9662 {
9663         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
9664                 char tn_buf[48];
9665
9666                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
9667                 verbose(env, "R%d variable stack access prohibited for !root, var_off=%s off=%d\n",
9668                         regno, tn_buf, off);
9669                 return -EACCES;
9670         }
9671
9672         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK) {
9673                 verbose(env, "R%d stack pointer arithmetic goes out of range, "
9674                         "prohibited for !root; off=%d\n", regno, off);
9675                 return -EACCES;
9676         }
9677
9678         return 0;
9679 }
9680
9681 static int sanitize_check_bounds(struct bpf_verifier_env *env,
9682                                  const struct bpf_insn *insn,
9683                                  const struct bpf_reg_state *dst_reg)
9684 {
9685         u32 dst = insn->dst_reg;
9686
9687         /* For unprivileged we require that resulting offset must be in bounds
9688          * in order to be able to sanitize access later on.
9689          */
9690         if (env->bypass_spec_v1)
9691                 return 0;
9692
9693         switch (dst_reg->type) {
9694         case PTR_TO_STACK:
9695                 if (check_stack_access_for_ptr_arithmetic(env, dst, dst_reg,
9696                                         dst_reg->off + dst_reg->var_off.value))
9697                         return -EACCES;
9698                 break;
9699         case PTR_TO_MAP_VALUE:
9700                 if (check_map_access(env, dst, dst_reg->off, 1, false, ACCESS_HELPER)) {
9701                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic of map value goes out of range, "
9702                                 "prohibited for !root\n", dst);
9703                         return -EACCES;
9704                 }
9705                 break;
9706         default:
9707                 break;
9708         }
9709
9710         return 0;
9711 }
9712
9713 /* Handles arithmetic on a pointer and a scalar: computes new min/max and var_off.
9714  * Caller should also handle BPF_MOV case separately.
9715  * If we return -EACCES, caller may want to try again treating pointer as a
9716  * scalar.  So we only emit a diagnostic if !env->allow_ptr_leaks.
9717  */
9718 static int adjust_ptr_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
9719                                    struct bpf_insn *insn,
9720                                    const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
9721                                    const struct bpf_reg_state *off_reg)
9722 {
9723         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
9724         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
9725         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg;
9726         bool known = tnum_is_const(off_reg->var_off);
9727         s64 smin_val = off_reg->smin_value, smax_val = off_reg->smax_value,
9728             smin_ptr = ptr_reg->smin_value, smax_ptr = ptr_reg->smax_value;
9729         u64 umin_val = off_reg->umin_value, umax_val = off_reg->umax_value,
9730             umin_ptr = ptr_reg->umin_value, umax_ptr = ptr_reg->umax_value;
9731         struct bpf_sanitize_info info = {};
9732         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
9733         u32 dst = insn->dst_reg;
9734         int ret;
9735
9736         dst_reg = &regs[dst];
9737
9738         if ((known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
9739             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
9740                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
9741                  * e.g. dead branches.
9742                  */
9743                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
9744                 return 0;
9745         }
9746
9747         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
9748                 /* 32-bit ALU ops on pointers produce (meaningless) scalars */
9749                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
9750                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
9751                         return 0;
9752                 }
9753
9754                 verbose(env,
9755                         "R%d 32-bit pointer arithmetic prohibited\n",
9756                         dst);
9757                 return -EACCES;
9758         }
9759
9760         if (ptr_reg->type & PTR_MAYBE_NULL) {
9761                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited, null-check it first\n",
9762                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
9763                 return -EACCES;
9764         }
9765
9766         switch (base_type(ptr_reg->type)) {
9767         case CONST_PTR_TO_MAP:
9768                 /* smin_val represents the known value */
9769                 if (known && smin_val == 0 && opcode == BPF_ADD)
9770                         break;
9771                 fallthrough;
9772         case PTR_TO_PACKET_END:
9773         case PTR_TO_SOCKET:
9774         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
9775         case PTR_TO_TCP_SOCK:
9776         case PTR_TO_XDP_SOCK:
9777                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited\n",
9778                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
9779                 return -EACCES;
9780         default:
9781                 break;
9782         }
9783
9784         /* In case of 'scalar += pointer', dst_reg inherits pointer type and id.
9785          * The id may be overwritten later if we create a new variable offset.
9786          */
9787         dst_reg->type = ptr_reg->type;
9788         dst_reg->id = ptr_reg->id;
9789
9790         if (!check_reg_sane_offset(env, off_reg, ptr_reg->type) ||
9791             !check_reg_sane_offset(env, ptr_reg, ptr_reg->type))
9792                 return -EINVAL;
9793
9794         /* pointer types do not carry 32-bit bounds at the moment. */
9795         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
9796
9797         if (sanitize_needed(opcode)) {
9798                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, off_reg, dst_reg,
9799                                        &info, false);
9800                 if (ret < 0)
9801                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
9802         }
9803
9804         switch (opcode) {
9805         case BPF_ADD:
9806                 /* We can take a fixed offset as long as it doesn't overflow
9807                  * the s32 'off' field
9808                  */
9809                 if (known && (ptr_reg->off + smin_val ==
9810                               (s64)(s32)(ptr_reg->off + smin_val))) {
9811                         /* pointer += K.  Accumulate it into fixed offset */
9812                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
9813                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
9814                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
9815                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
9816                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
9817                         dst_reg->off = ptr_reg->off + smin_val;
9818                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
9819                         break;
9820                 }
9821                 /* A new variable offset is created.  Note that off_reg->off
9822                  * == 0, since it's a scalar.
9823                  * dst_reg gets the pointer type and since some positive
9824                  * integer value was added to the pointer, give it a new 'id'
9825                  * if it's a PTR_TO_PACKET.
9826                  * this creates a new 'base' pointer, off_reg (variable) gets
9827                  * added into the variable offset, and we copy the fixed offset
9828                  * from ptr_reg.
9829                  */
9830                 if (signed_add_overflows(smin_ptr, smin_val) ||
9831                     signed_add_overflows(smax_ptr, smax_val)) {
9832                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
9833                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
9834                 } else {
9835                         dst_reg->smin_value = smin_ptr + smin_val;
9836                         dst_reg->smax_value = smax_ptr + smax_val;
9837                 }
9838                 if (umin_ptr + umin_val < umin_ptr ||
9839                     umax_ptr + umax_val < umax_ptr) {
9840                         dst_reg->umin_value = 0;
9841                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
9842                 } else {
9843                         dst_reg->umin_value = umin_ptr + umin_val;
9844                         dst_reg->umax_value = umax_ptr + umax_val;
9845                 }
9846                 dst_reg->var_off = tnum_add(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
9847                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
9848                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
9849                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
9850                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
9851                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
9852                         memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
9853                 }
9854                 break;
9855         case BPF_SUB:
9856                 if (dst_reg == off_reg) {
9857                         /* scalar -= pointer.  Creates an unknown scalar */
9858                         verbose(env, "R%d tried to subtract pointer from scalar\n",
9859                                 dst);
9860                         return -EACCES;
9861                 }
9862                 /* We don't allow subtraction from FP, because (according to
9863                  * test_verifier.c test "invalid fp arithmetic", JITs might not
9864                  * be able to deal with it.
9865                  */
9866                 if (ptr_reg->type == PTR_TO_STACK) {
9867                         verbose(env, "R%d subtraction from stack pointer prohibited\n",
9868                                 dst);
9869                         return -EACCES;
9870                 }
9871                 if (known && (ptr_reg->off - smin_val ==
9872                               (s64)(s32)(ptr_reg->off - smin_val))) {
9873                         /* pointer -= K.  Subtract it from fixed offset */
9874                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
9875                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
9876                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
9877                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
9878                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
9879                         dst_reg->id = ptr_reg->id;
9880                         dst_reg->off = ptr_reg->off - smin_val;
9881                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
9882                         break;
9883                 }
9884                 /* A new variable offset is created.  If the subtrahend is known
9885                  * nonnegative, then any reg->range we had before is still good.
9886                  */
9887                 if (signed_sub_overflows(smin_ptr, smax_val) ||
9888                     signed_sub_overflows(smax_ptr, smin_val)) {
9889                         /* Overflow possible, we know nothing */
9890                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
9891                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
9892                 } else {
9893                         dst_reg->smin_value = smin_ptr - smax_val;
9894                         dst_reg->smax_value = smax_ptr - smin_val;
9895                 }
9896                 if (umin_ptr < umax_val) {
9897                         /* Overflow possible, we know nothing */
9898                         dst_reg->umin_value = 0;
9899                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
9900                 } else {
9901                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
9902                         dst_reg->umin_value = umin_ptr - umax_val;
9903                         dst_reg->umax_value = umax_ptr - umin_val;
9904                 }
9905                 dst_reg->var_off = tnum_sub(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
9906                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
9907                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
9908                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
9909                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
9910                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
9911                         if (smin_val < 0)
9912                                 memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
9913                 }
9914                 break;
9915         case BPF_AND:
9916         case BPF_OR:
9917         case BPF_XOR:
9918                 /* bitwise ops on pointers are troublesome, prohibit. */
9919                 verbose(env, "R%d bitwise operator %s on pointer prohibited\n",
9920                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
9921                 return -EACCES;
9922         default:
9923                 /* other operators (e.g. MUL,LSH) produce non-pointer results */
9924                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic with %s operator prohibited\n",
9925                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
9926                 return -EACCES;
9927         }
9928
9929         if (!check_reg_sane_offset(env, dst_reg, ptr_reg->type))
9930                 return -EINVAL;
9931         reg_bounds_sync(dst_reg);
9932         if (sanitize_check_bounds(env, insn, dst_reg) < 0)
9933                 return -EACCES;
9934         if (sanitize_needed(opcode)) {
9935                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, dst_reg, off_reg, dst_reg,
9936                                        &info, true);
9937                 if (ret < 0)
9938                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
9939         }
9940
9941         return 0;
9942 }
9943
9944 static void scalar32_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
9945                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
9946 {
9947         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
9948         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
9949         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
9950         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
9951
9952         if (signed_add32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smin_val) ||
9953             signed_add32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smax_val)) {
9954                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
9955                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
9956         } else {
9957                 dst_reg->s32_min_value += smin_val;
9958                 dst_reg->s32_max_value += smax_val;
9959         }
9960         if (dst_reg->u32_min_value + umin_val < umin_val ||
9961             dst_reg->u32_max_value + umax_val < umax_val) {
9962                 dst_reg->u32_min_value = 0;
9963                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
9964         } else {
9965                 dst_reg->u32_min_value += umin_val;
9966                 dst_reg->u32_max_value += umax_val;
9967         }
9968 }
9969
9970 static void scalar_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
9971                                struct bpf_reg_state *src_reg)
9972 {
9973         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
9974         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
9975         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
9976         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
9977
9978         if (signed_add_overflows(dst_reg->smin_value, smin_val) ||
9979             signed_add_overflows(dst_reg->smax_value, smax_val)) {
9980                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
9981                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
9982         } else {
9983                 dst_reg->smin_value += smin_val;
9984                 dst_reg->smax_value += smax_val;
9985         }
9986         if (dst_reg->umin_value + umin_val < umin_val ||
9987             dst_reg->umax_value + umax_val < umax_val) {
9988                 dst_reg->umin_value = 0;
9989                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
9990         } else {
9991                 dst_reg->umin_value += umin_val;
9992                 dst_reg->umax_value += umax_val;
9993         }
9994 }
9995
9996 static void scalar32_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
9997                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
9998 {
9999         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
10000         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
10001         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
10002         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
10003
10004         if (signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smax_val) ||
10005             signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smin_val)) {
10006                 /* Overflow possible, we know nothing */
10007                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
10008                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
10009         } else {
10010                 dst_reg->s32_min_value -= smax_val;
10011                 dst_reg->s32_max_value -= smin_val;
10012         }
10013         if (dst_reg->u32_min_value < umax_val) {
10014                 /* Overflow possible, we know nothing */
10015                 dst_reg->u32_min_value = 0;
10016                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
10017         } else {
10018                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
10019                 dst_reg->u32_min_value -= umax_val;
10020                 dst_reg->u32_max_value -= umin_val;
10021         }
10022 }
10023
10024 static void scalar_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10025                                struct bpf_reg_state *src_reg)
10026 {
10027         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
10028         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
10029         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
10030         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
10031
10032         if (signed_sub_overflows(dst_reg->smin_value, smax_val) ||
10033             signed_sub_overflows(dst_reg->smax_value, smin_val)) {
10034                 /* Overflow possible, we know nothing */
10035                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
10036                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
10037         } else {
10038                 dst_reg->smin_value -= smax_val;
10039                 dst_reg->smax_value -= smin_val;
10040         }
10041         if (dst_reg->umin_value < umax_val) {
10042                 /* Overflow possible, we know nothing */
10043                 dst_reg->umin_value = 0;
10044                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
10045         } else {
10046                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
10047                 dst_reg->umin_value -= umax_val;
10048                 dst_reg->umax_value -= umin_val;
10049         }
10050 }
10051
10052 static void scalar32_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10053                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
10054 {
10055         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
10056         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
10057         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
10058
10059         if (smin_val < 0 || dst_reg->s32_min_value < 0) {
10060                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
10061                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
10062                 return;
10063         }
10064         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
10065          * copy the result to signed (unless it exceeds S32_MAX).
10066          */
10067         if (umax_val > U16_MAX || dst_reg->u32_max_value > U16_MAX) {
10068                 /* Potential overflow, we know nothing */
10069                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
10070                 return;
10071         }
10072         dst_reg->u32_min_value *= umin_val;
10073         dst_reg->u32_max_value *= umax_val;
10074         if (dst_reg->u32_max_value > S32_MAX) {
10075                 /* Overflow possible, we know nothing */
10076                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
10077                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
10078         } else {
10079                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
10080                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
10081         }
10082 }
10083
10084 static void scalar_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10085                                struct bpf_reg_state *src_reg)
10086 {
10087         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
10088         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
10089         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
10090
10091         if (smin_val < 0 || dst_reg->smin_value < 0) {
10092                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
10093                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
10094                 return;
10095         }
10096         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
10097          * copy the result to signed (unless it exceeds S64_MAX).
10098          */
10099         if (umax_val > U32_MAX || dst_reg->umax_value > U32_MAX) {
10100                 /* Potential overflow, we know nothing */
10101                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
10102                 return;
10103         }
10104         dst_reg->umin_value *= umin_val;
10105         dst_reg->umax_value *= umax_val;
10106         if (dst_reg->umax_value > S64_MAX) {
10107                 /* Overflow possible, we know nothing */
10108                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
10109                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
10110         } else {
10111                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
10112                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
10113         }
10114 }
10115
10116 static void scalar32_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10117                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
10118 {
10119         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
10120         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
10121         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
10122         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
10123         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
10124
10125         if (src_known && dst_known) {
10126                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
10127                 return;
10128         }
10129
10130         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
10131          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
10132          */
10133         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
10134         dst_reg->u32_max_value = min(dst_reg->u32_max_value, umax_val);
10135         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
10136                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
10137                  * ain't nobody got time for that.
10138                  */
10139                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
10140                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
10141         } else {
10142                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
10143                  * cast result into s64.
10144                  */
10145                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
10146                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
10147         }
10148 }
10149
10150 static void scalar_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10151                                struct bpf_reg_state *src_reg)
10152 {
10153         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
10154         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
10155         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
10156         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
10157
10158         if (src_known && dst_known) {
10159                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
10160                 return;
10161         }
10162
10163         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
10164          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
10165          */
10166         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
10167         dst_reg->umax_value = min(dst_reg->umax_value, umax_val);
10168         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
10169                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
10170                  * ain't nobody got time for that.
10171                  */
10172                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
10173                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
10174         } else {
10175                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
10176                  * cast result into s64.
10177                  */
10178                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
10179                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
10180         }
10181         /* We may learn something more from the var_off */
10182         __update_reg_bounds(dst_reg);
10183 }
10184
10185 static void scalar32_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10186                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
10187 {
10188         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
10189         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
10190         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
10191         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
10192         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
10193
10194         if (src_known && dst_known) {
10195                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
10196                 return;
10197         }
10198
10199         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
10200          * maximum of the operands' minima
10201          */
10202         dst_reg->u32_min_value = max(dst_reg->u32_min_value, umin_val);
10203         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
10204         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
10205                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
10206                  * ain't nobody got time for that.
10207                  */
10208                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
10209                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
10210         } else {
10211                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
10212                  * cast result into s64.
10213                  */
10214                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
10215                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
10216         }
10217 }
10218
10219 static void scalar_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10220                               struct bpf_reg_state *src_reg)
10221 {
10222         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
10223         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
10224         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
10225         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
10226
10227         if (src_known && dst_known) {
10228                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
10229                 return;
10230         }
10231
10232         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
10233          * maximum of the operands' minima
10234          */
10235         dst_reg->umin_value = max(dst_reg->umin_value, umin_val);
10236         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
10237         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
10238                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
10239                  * ain't nobody got time for that.
10240                  */
10241                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
10242                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
10243         } else {
10244                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
10245                  * cast result into s64.
10246                  */
10247                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
10248                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
10249         }
10250         /* We may learn something more from the var_off */
10251         __update_reg_bounds(dst_reg);
10252 }
10253
10254 static void scalar32_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10255                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
10256 {
10257         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
10258         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
10259         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
10260         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
10261
10262         if (src_known && dst_known) {
10263                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
10264                 return;
10265         }
10266
10267         /* We get both minimum and maximum from the var32_off. */
10268         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
10269         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
10270
10271         if (dst_reg->s32_min_value >= 0 && smin_val >= 0) {
10272                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
10273                  * so safe to cast u32 result into s32.
10274                  */
10275                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
10276                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
10277         } else {
10278                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
10279                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
10280         }
10281 }
10282
10283 static void scalar_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10284                                struct bpf_reg_state *src_reg)
10285 {
10286         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
10287         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
10288         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
10289
10290         if (src_known && dst_known) {
10291                 /* dst_reg->var_off.value has been updated earlier */
10292                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
10293                 return;
10294         }
10295
10296         /* We get both minimum and maximum from the var_off. */
10297         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
10298         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
10299
10300         if (dst_reg->smin_value >= 0 && smin_val >= 0) {
10301                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
10302                  * so safe to cast u64 result into s64.
10303                  */
10304                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
10305                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
10306         } else {
10307                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
10308                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
10309         }
10310
10311         __update_reg_bounds(dst_reg);
10312 }
10313
10314 static void __scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10315                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
10316 {
10317         /* We lose all sign bit information (except what we can pick
10318          * up from var_off)
10319          */
10320         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
10321         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
10322         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
10323         if (umax_val > 31 || dst_reg->u32_max_value > 1ULL << (31 - umax_val)) {
10324                 dst_reg->u32_min_value = 0;
10325                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
10326         } else {
10327                 dst_reg->u32_min_value <<= umin_val;
10328                 dst_reg->u32_max_value <<= umax_val;
10329         }
10330 }
10331
10332 static void scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10333                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
10334 {
10335         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
10336         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
10337         /* u32 alu operation will zext upper bits */
10338         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
10339
10340         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
10341         dst_reg->var_off = tnum_subreg(tnum_lshift(subreg, umin_val));
10342         /* Not required but being careful mark reg64 bounds as unknown so
10343          * that we are forced to pick them up from tnum and zext later and
10344          * if some path skips this step we are still safe.
10345          */
10346         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
10347         __update_reg32_bounds(dst_reg);
10348 }
10349
10350 static void __scalar64_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10351                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
10352 {
10353         /* Special case <<32 because it is a common compiler pattern to sign
10354          * extend subreg by doing <<32 s>>32. In this case if 32bit bounds are
10355          * positive we know this shift will also be positive so we can track
10356          * bounds correctly. Otherwise we lose all sign bit information except
10357          * what we can pick up from var_off. Perhaps we can generalize this
10358          * later to shifts of any length.
10359          */
10360         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_max_value >= 0)
10361                 dst_reg->smax_value = (s64)dst_reg->s32_max_value << 32;
10362         else
10363                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
10364
10365         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_min_value >= 0)
10366                 dst_reg->smin_value = (s64)dst_reg->s32_min_value << 32;
10367         else
10368                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
10369
10370         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
10371         if (dst_reg->umax_value > 1ULL << (63 - umax_val)) {
10372                 dst_reg->umin_value = 0;
10373                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
10374         } else {
10375                 dst_reg->umin_value <<= umin_val;
10376                 dst_reg->umax_value <<= umax_val;
10377         }
10378 }
10379
10380 static void scalar_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10381                                struct bpf_reg_state *src_reg)
10382 {
10383         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
10384         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
10385
10386         /* scalar64 calc uses 32bit unshifted bounds so must be called first */
10387         __scalar64_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
10388         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
10389
10390         dst_reg->var_off = tnum_lshift(dst_reg->var_off, umin_val);
10391         /* We may learn something more from the var_off */
10392         __update_reg_bounds(dst_reg);
10393 }
10394
10395 static void scalar32_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10396                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
10397 {
10398         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
10399         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
10400         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
10401
10402         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
10403          * be negative, then either:
10404          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
10405          *    unknown, so we lose our signed bounds
10406          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
10407          *    signed bounds
10408          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
10409          *    about the result
10410          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
10411          * unsigned bounds capture the signed bounds.
10412          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
10413          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
10414          * var_off of the result.
10415          */
10416         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
10417         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
10418
10419         dst_reg->var_off = tnum_rshift(subreg, umin_val);
10420         dst_reg->u32_min_value >>= umax_val;
10421         dst_reg->u32_max_value >>= umin_val;
10422
10423         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
10424         __update_reg32_bounds(dst_reg);
10425 }
10426
10427 static void scalar_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10428                                struct bpf_reg_state *src_reg)
10429 {
10430         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
10431         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
10432
10433         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
10434          * be negative, then either:
10435          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
10436          *    unknown, so we lose our signed bounds
10437          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
10438          *    signed bounds
10439          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
10440          *    about the result
10441          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
10442          * unsigned bounds capture the signed bounds.
10443          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
10444          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
10445          * var_off of the result.
10446          */
10447         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
10448         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
10449         dst_reg->var_off = tnum_rshift(dst_reg->var_off, umin_val);
10450         dst_reg->umin_value >>= umax_val;
10451         dst_reg->umax_value >>= umin_val;
10452
10453         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
10454          * on bits being shifted in. Take easy way out and mark unbounded
10455          * so we can recalculate later from tnum.
10456          */
10457         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
10458         __update_reg_bounds(dst_reg);
10459 }
10460
10461 static void scalar32_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10462                                   struct bpf_reg_state *src_reg)
10463 {
10464         u64 umin_val = src_reg->u32_min_value;
10465
10466         /* Upon reaching here, src_known is true and
10467          * umax_val is equal to umin_val.
10468          */
10469         dst_reg->s32_min_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_min_value) >> umin_val);
10470         dst_reg->s32_max_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_max_value) >> umin_val);
10471
10472         dst_reg->var_off = tnum_arshift(tnum_subreg(dst_reg->var_off), umin_val, 32);
10473
10474         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
10475          * dst_reg var_off to refine the result.
10476          */
10477         dst_reg->u32_min_value = 0;
10478         dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
10479
10480         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
10481         __update_reg32_bounds(dst_reg);
10482 }
10483
10484 static void scalar_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10485                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
10486 {
10487         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
10488
10489         /* Upon reaching here, src_known is true and umax_val is equal
10490          * to umin_val.
10491          */
10492         dst_reg->smin_value >>= umin_val;
10493         dst_reg->smax_value >>= umin_val;
10494
10495         dst_reg->var_off = tnum_arshift(dst_reg->var_off, umin_val, 64);
10496
10497         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
10498          * dst_reg var_off to refine the result.
10499          */
10500         dst_reg->umin_value = 0;
10501         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
10502
10503         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
10504          * on bits being shifted in from upper 32-bits. Take easy way out
10505          * and mark unbounded so we can recalculate later from tnum.
10506          */
10507         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
10508         __update_reg_bounds(dst_reg);
10509 }
10510
10511 /* WARNING: This function does calculations on 64-bit values, but the actual
10512  * execution may occur on 32-bit values. Therefore, things like bitshifts
10513  * need extra checks in the 32-bit case.
10514  */
10515 static int adjust_scalar_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
10516                                       struct bpf_insn *insn,
10517                                       struct bpf_reg_state *dst_reg,
10518                                       struct bpf_reg_state src_reg)
10519 {
10520         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
10521         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
10522         bool src_known;
10523         s64 smin_val, smax_val;
10524         u64 umin_val, umax_val;
10525         s32 s32_min_val, s32_max_val;
10526         u32 u32_min_val, u32_max_val;
10527         u64 insn_bitness = (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) ? 64 : 32;
10528         bool alu32 = (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64);
10529         int ret;
10530
10531         smin_val = src_reg.smin_value;
10532         smax_val = src_reg.smax_value;
10533         umin_val = src_reg.umin_value;
10534         umax_val = src_reg.umax_value;
10535
10536         s32_min_val = src_reg.s32_min_value;
10537         s32_max_val = src_reg.s32_max_value;
10538         u32_min_val = src_reg.u32_min_value;
10539         u32_max_val = src_reg.u32_max_value;
10540
10541         if (alu32) {
10542                 src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg.var_off);
10543                 if ((src_known &&
10544                      (s32_min_val != s32_max_val || u32_min_val != u32_max_val)) ||
10545                     s32_min_val > s32_max_val || u32_min_val > u32_max_val) {
10546                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
10547                          * derived from e.g. dead branches.
10548                          */
10549                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
10550                         return 0;
10551                 }
10552         } else {
10553                 src_known = tnum_is_const(src_reg.var_off);
10554                 if ((src_known &&
10555                      (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
10556                     smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
10557                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
10558                          * derived from e.g. dead branches.
10559                          */
10560                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
10561                         return 0;
10562                 }
10563         }
10564
10565         if (!src_known &&
10566             opcode != BPF_ADD && opcode != BPF_SUB && opcode != BPF_AND) {
10567                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
10568                 return 0;
10569         }
10570
10571         if (sanitize_needed(opcode)) {
10572                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
10573                 if (ret < 0)
10574                         return sanitize_err(env, insn, ret, NULL, NULL);
10575         }
10576
10577         /* Calculate sign/unsigned bounds and tnum for alu32 and alu64 bit ops.
10578          * There are two classes of instructions: The first class we track both
10579          * alu32 and alu64 sign/unsigned bounds independently this provides the
10580          * greatest amount of precision when alu operations are mixed with jmp32
10581          * operations. These operations are BPF_ADD, BPF_SUB, BPF_MUL, BPF_ADD,
10582          * and BPF_OR. This is possible because these ops have fairly easy to
10583          * understand and calculate behavior in both 32-bit and 64-bit alu ops.
10584          * See alu32 verifier tests for examples. The second class of
10585          * operations, BPF_LSH, BPF_RSH, and BPF_ARSH, however are not so easy
10586          * with regards to tracking sign/unsigned bounds because the bits may
10587          * cross subreg boundaries in the alu64 case. When this happens we mark
10588          * the reg unbounded in the subreg bound space and use the resulting
10589          * tnum to calculate an approximation of the sign/unsigned bounds.
10590          */
10591         switch (opcode) {
10592         case BPF_ADD:
10593                 scalar32_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
10594                 scalar_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
10595                 dst_reg->var_off = tnum_add(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
10596                 break;
10597         case BPF_SUB:
10598                 scalar32_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
10599                 scalar_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
10600                 dst_reg->var_off = tnum_sub(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
10601                 break;
10602         case BPF_MUL:
10603                 dst_reg->var_off = tnum_mul(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
10604                 scalar32_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
10605                 scalar_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
10606                 break;
10607         case BPF_AND:
10608                 dst_reg->var_off = tnum_and(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
10609                 scalar32_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
10610                 scalar_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
10611                 break;
10612         case BPF_OR:
10613                 dst_reg->var_off = tnum_or(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
10614                 scalar32_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
10615                 scalar_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
10616                 break;
10617         case BPF_XOR:
10618                 dst_reg->var_off = tnum_xor(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
10619                 scalar32_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
10620                 scalar_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
10621                 break;
10622         case BPF_LSH:
10623                 if (umax_val >= insn_bitness) {
10624                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
10625                          * This includes shifts by a negative number.
10626                          */
10627                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
10628                         break;
10629                 }
10630                 if (alu32)
10631                         scalar32_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
10632                 else
10633                         scalar_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
10634                 break;
10635         case BPF_RSH:
10636                 if (umax_val >= insn_bitness) {
10637                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
10638                          * This includes shifts by a negative number.
10639                          */
10640                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
10641                         break;
10642                 }
10643                 if (alu32)
10644                         scalar32_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
10645                 else
10646                         scalar_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
10647                 break;
10648         case BPF_ARSH:
10649                 if (umax_val >= insn_bitness) {
10650                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
10651                          * This includes shifts by a negative number.
10652                          */
10653                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
10654                         break;
10655                 }
10656                 if (alu32)
10657                         scalar32_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
10658                 else
10659                         scalar_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
10660                 break;
10661         default:
10662                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
10663                 break;
10664         }
10665
10666         /* ALU32 ops are zero extended into 64bit register */
10667         if (alu32)
10668                 zext_32_to_64(dst_reg);
10669         reg_bounds_sync(dst_reg);
10670         return 0;
10671 }
10672
10673 /* Handles ALU ops other than BPF_END, BPF_NEG and BPF_MOV: computes new min/max
10674  * and var_off.
10675  */
10676 static int adjust_reg_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
10677                                    struct bpf_insn *insn)
10678 {
10679         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
10680         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
10681         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg, *src_reg;
10682         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, off_reg = {0};
10683         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
10684         int err;
10685
10686         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
10687         src_reg = NULL;
10688         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE)
10689                 ptr_reg = dst_reg;
10690         else
10691                 /* Make sure ID is cleared otherwise dst_reg min/max could be
10692                  * incorrectly propagated into other registers by find_equal_scalars()
10693                  */
10694                 dst_reg->id = 0;
10695         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
10696                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
10697                 if (src_reg->type != SCALAR_VALUE) {
10698                         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE) {
10699                                 /* Combining two pointers by any ALU op yields
10700                                  * an arbitrary scalar. Disallow all math except
10701                                  * pointer subtraction
10702                                  */
10703                                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
10704                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
10705                                         return 0;
10706                                 }
10707                                 verbose(env, "R%d pointer %s pointer prohibited\n",
10708                                         insn->dst_reg,
10709                                         bpf_alu_string[opcode >> 4]);
10710                                 return -EACCES;
10711                         } else {
10712                                 /* scalar += pointer
10713                                  * This is legal, but we have to reverse our
10714                                  * src/dest handling in computing the range
10715                                  */
10716                                 err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
10717                                 if (err)
10718                                         return err;
10719                                 return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
10720                                                                src_reg, dst_reg);
10721                         }
10722                 } else if (ptr_reg) {
10723                         /* pointer += scalar */
10724                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
10725                         if (err)
10726                                 return err;
10727                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
10728                                                        dst_reg, src_reg);
10729                 } else if (dst_reg->precise) {
10730                         /* if dst_reg is precise, src_reg should be precise as well */
10731                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
10732                         if (err)
10733                                 return err;
10734                 }
10735         } else {
10736                 /* Pretend the src is a reg with a known value, since we only
10737                  * need to be able to read from this state.
10738                  */
10739                 off_reg.type = SCALAR_VALUE;
10740                 __mark_reg_known(&off_reg, insn->imm);
10741                 src_reg = &off_reg;
10742                 if (ptr_reg) /* pointer += K */
10743                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
10744                                                        ptr_reg, src_reg);
10745         }
10746
10747         /* Got here implies adding two SCALAR_VALUEs */
10748         if (WARN_ON_ONCE(ptr_reg)) {
10749                 print_verifier_state(env, state, true);
10750                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected ptr_reg\n");
10751                 return -EINVAL;
10752         }
10753         if (WARN_ON(!src_reg)) {
10754                 print_verifier_state(env, state, true);
10755                 verbose(env, "verifier internal error: no src_reg\n");
10756                 return -EINVAL;
10757         }
10758         return adjust_scalar_min_max_vals(env, insn, dst_reg, *src_reg);
10759 }
10760
10761 /* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
10762 static int check_alu_op(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
10763 {
10764         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
10765         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
10766         int err;
10767
10768         if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
10769                 if (opcode == BPF_NEG) {
10770                         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
10771                             insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
10772                             insn->off != 0 || insn->imm != 0) {
10773                                 verbose(env, "BPF_NEG uses reserved fields\n");
10774                                 return -EINVAL;
10775                         }
10776                 } else {
10777                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
10778                             (insn->imm != 16 && insn->imm != 32 && insn->imm != 64) ||
10779                             BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
10780                                 verbose(env, "BPF_END uses reserved fields\n");
10781                                 return -EINVAL;
10782                         }
10783                 }
10784
10785                 /* check src operand */
10786                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
10787                 if (err)
10788                         return err;
10789
10790                 if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
10791                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic prohibited\n",
10792                                 insn->dst_reg);
10793                         return -EACCES;
10794                 }
10795
10796                 /* check dest operand */
10797                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
10798                 if (err)
10799                         return err;
10800
10801         } else if (opcode == BPF_MOV) {
10802
10803                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
10804                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
10805                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
10806                                 return -EINVAL;
10807                         }
10808
10809                         /* check src operand */
10810                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
10811                         if (err)
10812                                 return err;
10813                 } else {
10814                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
10815                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
10816                                 return -EINVAL;
10817                         }
10818                 }
10819
10820                 /* check dest operand, mark as required later */
10821                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
10822                 if (err)
10823                         return err;
10824
10825                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
10826                         struct bpf_reg_state *src_reg = regs + insn->src_reg;
10827                         struct bpf_reg_state *dst_reg = regs + insn->dst_reg;
10828
10829                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
10830                                 /* case: R1 = R2
10831                                  * copy register state to dest reg
10832                                  */
10833                                 if (src_reg->type == SCALAR_VALUE && !src_reg->id)
10834                                         /* Assign src and dst registers the same ID
10835                                          * that will be used by find_equal_scalars()
10836                                          * to propagate min/max range.
10837                                          */
10838                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
10839                                 *dst_reg = *src_reg;
10840                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
10841                                 dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
10842                         } else {
10843                                 /* R1 = (u32) R2 */
10844                                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
10845                                         verbose(env,
10846                                                 "R%d partial copy of pointer\n",
10847                                                 insn->src_reg);
10848                                         return -EACCES;
10849                                 } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
10850                                         *dst_reg = *src_reg;
10851                                         /* Make sure ID is cleared otherwise
10852                                          * dst_reg min/max could be incorrectly
10853                                          * propagated into src_reg by find_equal_scalars()
10854                                          */
10855                                         dst_reg->id = 0;
10856                                         dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
10857                                         dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
10858                                 } else {
10859                                         mark_reg_unknown(env, regs,
10860                                                          insn->dst_reg);
10861                                 }
10862                                 zext_32_to_64(dst_reg);
10863                                 reg_bounds_sync(dst_reg);
10864                         }
10865                 } else {
10866                         /* case: R = imm
10867                          * remember the value we stored into this reg
10868                          */
10869                         /* clear any state __mark_reg_known doesn't set */
10870                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
10871                         regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
10872                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
10873                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
10874                                                  insn->imm);
10875                         } else {
10876                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
10877                                                  (u32)insn->imm);
10878                         }
10879                 }
10880
10881         } else if (opcode > BPF_END) {
10882                 verbose(env, "invalid BPF_ALU opcode %x\n", opcode);
10883                 return -EINVAL;
10884
10885         } else {        /* all other ALU ops: and, sub, xor, add, ... */
10886
10887                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
10888                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
10889                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
10890                                 return -EINVAL;
10891                         }
10892                         /* check src1 operand */
10893                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
10894                         if (err)
10895                                 return err;
10896                 } else {
10897                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
10898                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
10899                                 return -EINVAL;
10900                         }
10901                 }
10902
10903                 /* check src2 operand */
10904                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
10905                 if (err)
10906                         return err;
10907
10908                 if ((opcode == BPF_MOD || opcode == BPF_DIV) &&
10909                     BPF_SRC(insn->code) == BPF_K && insn->imm == 0) {
10910                         verbose(env, "div by zero\n");
10911                         return -EINVAL;
10912                 }
10913
10914                 if ((opcode == BPF_LSH || opcode == BPF_RSH ||
10915                      opcode == BPF_ARSH) && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
10916                         int size = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ? 64 : 32;
10917
10918                         if (insn->imm < 0 || insn->imm >= size) {
10919                                 verbose(env, "invalid shift %d\n", insn->imm);
10920                                 return -EINVAL;
10921                         }
10922                 }
10923
10924                 /* check dest operand */
10925                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
10926                 if (err)
10927                         return err;
10928
10929                 return adjust_reg_min_max_vals(env, insn);
10930         }
10931
10932         return 0;
10933 }
10934
10935 static void find_good_pkt_pointers(struct bpf_verifier_state *vstate,
10936                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
10937                                    enum bpf_reg_type type,
10938                                    bool range_right_open)
10939 {
10940         struct bpf_func_state *state;
10941         struct bpf_reg_state *reg;
10942         int new_range;
10943
10944         if (dst_reg->off < 0 ||
10945             (dst_reg->off == 0 && range_right_open))
10946                 /* This doesn't give us any range */
10947                 return;
10948
10949         if (dst_reg->umax_value > MAX_PACKET_OFF ||
10950             dst_reg->umax_value + dst_reg->off > MAX_PACKET_OFF)
10951                 /* Risk of overflow.  For instance, ptr + (1<<63) may be less
10952                  * than pkt_end, but that's because it's also less than pkt.
10953                  */
10954                 return;
10955
10956         new_range = dst_reg->off;
10957         if (range_right_open)
10958                 new_range++;
10959
10960         /* Examples for register markings:
10961          *
10962          * pkt_data in dst register:
10963          *
10964          *   r2 = r3;
10965          *   r2 += 8;
10966          *   if (r2 > pkt_end) goto <handle exception>
10967          *   <access okay>
10968          *
10969          *   r2 = r3;
10970          *   r2 += 8;
10971          *   if (r2 < pkt_end) goto <access okay>
10972          *   <handle exception>
10973          *
10974          *   Where:
10975          *     r2 == dst_reg, pkt_end == src_reg
10976          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
10977          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
10978          *
10979          * pkt_data in src register:
10980          *
10981          *   r2 = r3;
10982          *   r2 += 8;
10983          *   if (pkt_end >= r2) goto <access okay>
10984          *   <handle exception>
10985          *
10986          *   r2 = r3;
10987          *   r2 += 8;
10988          *   if (pkt_end <= r2) goto <handle exception>
10989          *   <access okay>
10990          *
10991          *   Where:
10992          *     pkt_end == dst_reg, r2 == src_reg
10993          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
10994          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
10995          *
10996          * Find register r3 and mark its range as r3=pkt(id=n,off=0,r=8)
10997          * or r3=pkt(id=n,off=0,r=8-1), so that range of bytes [r3, r3 + 8)
10998          * and [r3, r3 + 8-1) respectively is safe to access depending on
10999          * the check.
11000          */
11001
11002         /* If our ids match, then we must have the same max_value.  And we
11003          * don't care about the other reg's fixed offset, since if it's too big
11004          * the range won't allow anything.
11005          * dst_reg->off is known < MAX_PACKET_OFF, therefore it fits in a u16.
11006          */
11007         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
11008                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
11009                         /* keep the maximum range already checked */
11010                         reg->range = max(reg->range, new_range);
11011         }));
11012 }
11013
11014 static int is_branch32_taken(struct bpf_reg_state *reg, u32 val, u8 opcode)
11015 {
11016         struct tnum subreg = tnum_subreg(reg->var_off);
11017         s32 sval = (s32)val;
11018
11019         switch (opcode) {
11020         case BPF_JEQ:
11021                 if (tnum_is_const(subreg))
11022                         return !!tnum_equals_const(subreg, val);
11023                 break;
11024         case BPF_JNE:
11025                 if (tnum_is_const(subreg))
11026                         return !tnum_equals_const(subreg, val);
11027                 break;
11028         case BPF_JSET:
11029                 if ((~subreg.mask & subreg.value) & val)
11030                         return 1;
11031                 if (!((subreg.mask | subreg.value) & val))
11032                         return 0;
11033                 break;
11034         case BPF_JGT:
11035                 if (reg->u32_min_value > val)
11036                         return 1;
11037                 else if (reg->u32_max_value <= val)
11038                         return 0;
11039                 break;
11040         case BPF_JSGT:
11041                 if (reg->s32_min_value > sval)
11042                         return 1;
11043                 else if (reg->s32_max_value <= sval)
11044                         return 0;
11045                 break;
11046         case BPF_JLT:
11047                 if (reg->u32_max_value < val)
11048                         return 1;
11049                 else if (reg->u32_min_value >= val)
11050                         return 0;
11051                 break;
11052         case BPF_JSLT:
11053                 if (reg->s32_max_value < sval)
11054                         return 1;
11055                 else if (reg->s32_min_value >= sval)
11056                         return 0;
11057                 break;
11058         case BPF_JGE:
11059                 if (reg->u32_min_value >= val)
11060                         return 1;
11061                 else if (reg->u32_max_value < val)
11062                         return 0;
11063                 break;
11064         case BPF_JSGE:
11065                 if (reg->s32_min_value >= sval)
11066                         return 1;
11067                 else if (reg->s32_max_value < sval)
11068                         return 0;
11069                 break;
11070         case BPF_JLE:
11071                 if (reg->u32_max_value <= val)
11072                         return 1;
11073                 else if (reg->u32_min_value > val)
11074                         return 0;
11075                 break;
11076         case BPF_JSLE:
11077                 if (reg->s32_max_value <= sval)
11078                         return 1;
11079                 else if (reg->s32_min_value > sval)
11080                         return 0;
11081                 break;
11082         }
11083
11084         return -1;
11085 }
11086
11087
11088 static int is_branch64_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode)
11089 {
11090         s64 sval = (s64)val;
11091
11092         switch (opcode) {
11093         case BPF_JEQ:
11094                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
11095                         return !!tnum_equals_const(reg->var_off, val);
11096                 break;
11097         case BPF_JNE:
11098                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
11099                         return !tnum_equals_const(reg->var_off, val);
11100                 break;
11101         case BPF_JSET:
11102                 if ((~reg->var_off.mask & reg->var_off.value) & val)
11103                         return 1;
11104                 if (!((reg->var_off.mask | reg->var_off.value) & val))
11105                         return 0;
11106                 break;
11107         case BPF_JGT:
11108                 if (reg->umin_value > val)
11109                         return 1;
11110                 else if (reg->umax_value <= val)
11111                         return 0;
11112                 break;
11113         case BPF_JSGT:
11114                 if (reg->smin_value > sval)
11115                         return 1;
11116                 else if (reg->smax_value <= sval)
11117                         return 0;
11118                 break;
11119         case BPF_JLT:
11120                 if (reg->umax_value < val)
11121                         return 1;
11122                 else if (reg->umin_value >= val)
11123                         return 0;
11124                 break;
11125         case BPF_JSLT:
11126                 if (reg->smax_value < sval)
11127                         return 1;
11128                 else if (reg->smin_value >= sval)
11129                         return 0;
11130                 break;
11131         case BPF_JGE:
11132                 if (reg->umin_value >= val)
11133                         return 1;
11134                 else if (reg->umax_value < val)
11135                         return 0;
11136                 break;
11137         case BPF_JSGE:
11138                 if (reg->smin_value >= sval)
11139                         return 1;
11140                 else if (reg->smax_value < sval)
11141                         return 0;
11142                 break;
11143         case BPF_JLE:
11144                 if (reg->umax_value <= val)
11145                         return 1;
11146                 else if (reg->umin_value > val)
11147                         return 0;
11148                 break;
11149         case BPF_JSLE:
11150                 if (reg->smax_value <= sval)
11151                         return 1;
11152                 else if (reg->smin_value > sval)
11153                         return 0;
11154                 break;
11155         }
11156
11157         return -1;
11158 }
11159
11160 /* compute branch direction of the expression "if (reg opcode val) goto target;"
11161  * and return:
11162  *  1 - branch will be taken and "goto target" will be executed
11163  *  0 - branch will not be taken and fall-through to next insn
11164  * -1 - unknown. Example: "if (reg < 5)" is unknown when register value
11165  *      range [0,10]
11166  */
11167 static int is_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode,
11168                            bool is_jmp32)
11169 {
11170         if (__is_pointer_value(false, reg)) {
11171                 if (!reg_type_not_null(reg->type))
11172                         return -1;
11173
11174                 /* If pointer is valid tests against zero will fail so we can
11175                  * use this to direct branch taken.
11176                  */
11177                 if (val != 0)
11178                         return -1;
11179
11180                 switch (opcode) {
11181                 case BPF_JEQ:
11182                         return 0;
11183                 case BPF_JNE:
11184                         return 1;
11185                 default:
11186                         return -1;
11187                 }
11188         }
11189
11190         if (is_jmp32)
11191                 return is_branch32_taken(reg, val, opcode);
11192         return is_branch64_taken(reg, val, opcode);
11193 }
11194
11195 static int flip_opcode(u32 opcode)
11196 {
11197         /* How can we transform "a <op> b" into "b <op> a"? */
11198         static const u8 opcode_flip[16] = {
11199                 /* these stay the same */
11200                 [BPF_JEQ  >> 4] = BPF_JEQ,
11201                 [BPF_JNE  >> 4] = BPF_JNE,
11202                 [BPF_JSET >> 4] = BPF_JSET,
11203                 /* these swap "lesser" and "greater" (L and G in the opcodes) */
11204                 [BPF_JGE  >> 4] = BPF_JLE,
11205                 [BPF_JGT  >> 4] = BPF_JLT,
11206                 [BPF_JLE  >> 4] = BPF_JGE,
11207                 [BPF_JLT  >> 4] = BPF_JGT,
11208                 [BPF_JSGE >> 4] = BPF_JSLE,
11209                 [BPF_JSGT >> 4] = BPF_JSLT,
11210                 [BPF_JSLE >> 4] = BPF_JSGE,
11211                 [BPF_JSLT >> 4] = BPF_JSGT
11212         };
11213         return opcode_flip[opcode >> 4];
11214 }
11215
11216 static int is_pkt_ptr_branch_taken(struct bpf_reg_state *dst_reg,
11217                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
11218                                    u8 opcode)
11219 {
11220         struct bpf_reg_state *pkt;
11221
11222         if (src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
11223                 pkt = dst_reg;
11224         } else if (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
11225                 pkt = src_reg;
11226                 opcode = flip_opcode(opcode);
11227         } else {
11228                 return -1;
11229         }
11230
11231         if (pkt->range >= 0)
11232                 return -1;
11233
11234         switch (opcode) {
11235         case BPF_JLE:
11236                 /* pkt <= pkt_end */
11237                 fallthrough;
11238         case BPF_JGT:
11239                 /* pkt > pkt_end */
11240                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END)
11241                         /* pkt has at last one extra byte beyond pkt_end */
11242                         return opcode == BPF_JGT;
11243                 break;
11244         case BPF_JLT:
11245                 /* pkt < pkt_end */
11246                 fallthrough;
11247         case BPF_JGE:
11248                 /* pkt >= pkt_end */
11249                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END || pkt->range == AT_PKT_END)
11250                         return opcode == BPF_JGE;
11251                 break;
11252         }
11253         return -1;
11254 }
11255
11256 /* Adjusts the register min/max values in the case that the dst_reg is the
11257  * variable register that we are working on, and src_reg is a constant or we're
11258  * simply doing a BPF_K check.
11259  * In JEQ/JNE cases we also adjust the var_off values.
11260  */
11261 static void reg_set_min_max(struct bpf_reg_state *true_reg,
11262                             struct bpf_reg_state *false_reg,
11263                             u64 val, u32 val32,
11264                             u8 opcode, bool is_jmp32)
11265 {
11266         struct tnum false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
11267         struct tnum false_64off = false_reg->var_off;
11268         struct tnum true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
11269         struct tnum true_64off = true_reg->var_off;
11270         s64 sval = (s64)val;
11271         s32 sval32 = (s32)val32;
11272
11273         /* If the dst_reg is a pointer, we can't learn anything about its
11274          * variable offset from the compare (unless src_reg were a pointer into
11275          * the same object, but we don't bother with that.
11276          * Since false_reg and true_reg have the same type by construction, we
11277          * only need to check one of them for pointerness.
11278          */
11279         if (__is_pointer_value(false, false_reg))
11280                 return;
11281
11282         switch (opcode) {
11283         /* JEQ/JNE comparison doesn't change the register equivalence.
11284          *
11285          * r1 = r2;
11286          * if (r1 == 42) goto label;
11287          * ...
11288          * label: // here both r1 and r2 are known to be 42.
11289          *
11290          * Hence when marking register as known preserve it's ID.
11291          */
11292         case BPF_JEQ:
11293                 if (is_jmp32) {
11294                         __mark_reg32_known(true_reg, val32);
11295                         true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
11296                 } else {
11297                         ___mark_reg_known(true_reg, val);
11298                         true_64off = true_reg->var_off;
11299                 }
11300                 break;
11301         case BPF_JNE:
11302                 if (is_jmp32) {
11303                         __mark_reg32_known(false_reg, val32);
11304                         false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
11305                 } else {
11306                         ___mark_reg_known(false_reg, val);
11307                         false_64off = false_reg->var_off;
11308                 }
11309                 break;
11310         case BPF_JSET:
11311                 if (is_jmp32) {
11312                         false_32off = tnum_and(false_32off, tnum_const(~val32));
11313                         if (is_power_of_2(val32))
11314                                 true_32off = tnum_or(true_32off,
11315                                                      tnum_const(val32));
11316                 } else {
11317                         false_64off = tnum_and(false_64off, tnum_const(~val));
11318                         if (is_power_of_2(val))
11319                                 true_64off = tnum_or(true_64off,
11320                                                      tnum_const(val));
11321                 }
11322                 break;
11323         case BPF_JGE:
11324         case BPF_JGT:
11325         {
11326                 if (is_jmp32) {
11327                         u32 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val32  : val32 - 1;
11328                         u32 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val32 + 1 : val32;
11329
11330                         false_reg->u32_max_value = min(false_reg->u32_max_value,
11331                                                        false_umax);
11332                         true_reg->u32_min_value = max(true_reg->u32_min_value,
11333                                                       true_umin);
11334                 } else {
11335                         u64 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val    : val - 1;
11336                         u64 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val + 1 : val;
11337
11338                         false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, false_umax);
11339                         true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, true_umin);
11340                 }
11341                 break;
11342         }
11343         case BPF_JSGE:
11344         case BPF_JSGT:
11345         {
11346                 if (is_jmp32) {
11347                         s32 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval32    : sval32 - 1;
11348                         s32 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval32 + 1 : sval32;
11349
11350                         false_reg->s32_max_value = min(false_reg->s32_max_value, false_smax);
11351                         true_reg->s32_min_value = max(true_reg->s32_min_value, true_smin);
11352                 } else {
11353                         s64 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval    : sval - 1;
11354                         s64 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval + 1 : sval;
11355
11356                         false_reg->smax_value = min(false_reg->smax_value, false_smax);
11357                         true_reg->smin_value = max(true_reg->smin_value, true_smin);
11358                 }
11359                 break;
11360         }
11361         case BPF_JLE:
11362         case BPF_JLT:
11363         {
11364                 if (is_jmp32) {
11365                         u32 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val32  : val32 + 1;
11366                         u32 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val32 - 1 : val32;
11367
11368                         false_reg->u32_min_value = max(false_reg->u32_min_value,
11369                                                        false_umin);
11370                         true_reg->u32_max_value = min(true_reg->u32_max_value,
11371                                                       true_umax);
11372                 } else {
11373                         u64 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val    : val + 1;
11374                         u64 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val - 1 : val;
11375
11376                         false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, false_umin);
11377                         true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, true_umax);
11378                 }
11379                 break;
11380         }
11381         case BPF_JSLE:
11382         case BPF_JSLT:
11383         {
11384                 if (is_jmp32) {
11385                         s32 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval32    : sval32 + 1;
11386                         s32 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval32 - 1 : sval32;
11387
11388                         false_reg->s32_min_value = max(false_reg->s32_min_value, false_smin);
11389                         true_reg->s32_max_value = min(true_reg->s32_max_value, true_smax);
11390                 } else {
11391                         s64 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval    : sval + 1;
11392                         s64 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval - 1 : sval;
11393
11394                         false_reg->smin_value = max(false_reg->smin_value, false_smin);
11395                         true_reg->smax_value = min(true_reg->smax_value, true_smax);
11396                 }
11397                 break;
11398         }
11399         default:
11400                 return;
11401         }
11402
11403         if (is_jmp32) {
11404                 false_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(false_64off),
11405                                              tnum_subreg(false_32off));
11406                 true_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(true_64off),
11407                                             tnum_subreg(true_32off));
11408                 __reg_combine_32_into_64(false_reg);
11409                 __reg_combine_32_into_64(true_reg);
11410         } else {
11411                 false_reg->var_off = false_64off;
11412                 true_reg->var_off = true_64off;
11413                 __reg_combine_64_into_32(false_reg);
11414                 __reg_combine_64_into_32(true_reg);
11415         }
11416 }
11417
11418 /* Same as above, but for the case that dst_reg holds a constant and src_reg is
11419  * the variable reg.
11420  */
11421 static void reg_set_min_max_inv(struct bpf_reg_state *true_reg,
11422                                 struct bpf_reg_state *false_reg,
11423                                 u64 val, u32 val32,
11424                                 u8 opcode, bool is_jmp32)
11425 {
11426         opcode = flip_opcode(opcode);
11427         /* This uses zero as "not present in table"; luckily the zero opcode,
11428          * BPF_JA, can't get here.
11429          */
11430         if (opcode)
11431                 reg_set_min_max(true_reg, false_reg, val, val32, opcode, is_jmp32);
11432 }
11433
11434 /* Regs are known to be equal, so intersect their min/max/var_off */
11435 static void __reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *src_reg,
11436                                   struct bpf_reg_state *dst_reg)
11437 {
11438         src_reg->umin_value = dst_reg->umin_value = max(src_reg->umin_value,
11439                                                         dst_reg->umin_value);
11440         src_reg->umax_value = dst_reg->umax_value = min(src_reg->umax_value,
11441                                                         dst_reg->umax_value);
11442         src_reg->smin_value = dst_reg->smin_value = max(src_reg->smin_value,
11443                                                         dst_reg->smin_value);
11444         src_reg->smax_value = dst_reg->smax_value = min(src_reg->smax_value,
11445                                                         dst_reg->smax_value);
11446         src_reg->var_off = dst_reg->var_off = tnum_intersect(src_reg->var_off,
11447                                                              dst_reg->var_off);
11448         reg_bounds_sync(src_reg);
11449         reg_bounds_sync(dst_reg);
11450 }
11451
11452 static void reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *true_src,
11453                                 struct bpf_reg_state *true_dst,
11454                                 struct bpf_reg_state *false_src,
11455                                 struct bpf_reg_state *false_dst,
11456                                 u8 opcode)
11457 {
11458         switch (opcode) {
11459         case BPF_JEQ:
11460                 __reg_combine_min_max(true_src, true_dst);
11461                 break;
11462         case BPF_JNE:
11463                 __reg_combine_min_max(false_src, false_dst);
11464                 break;
11465         }
11466 }
11467
11468 static void mark_ptr_or_null_reg(struct bpf_func_state *state,
11469                                  struct bpf_reg_state *reg, u32 id,
11470                                  bool is_null)
11471 {
11472         if (type_may_be_null(reg->type) && reg->id == id &&
11473             (is_rcu_reg(reg) || !WARN_ON_ONCE(!reg->id))) {
11474                 /* Old offset (both fixed and variable parts) should have been
11475                  * known-zero, because we don't allow pointer arithmetic on
11476                  * pointers that might be NULL. If we see this happening, don't
11477                  * convert the register.
11478                  *
11479                  * But in some cases, some helpers that return local kptrs
11480                  * advance offset for the returned pointer. In those cases, it
11481                  * is fine to expect to see reg->off.
11482                  */
11483                 if (WARN_ON_ONCE(reg->smin_value || reg->smax_value || !tnum_equals_const(reg->var_off, 0)))
11484                         return;
11485                 if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_MAYBE_NULL) && WARN_ON_ONCE(reg->off))
11486                         return;
11487                 if (is_null) {
11488                         reg->type = SCALAR_VALUE;
11489                         /* We don't need id and ref_obj_id from this point
11490                          * onwards anymore, thus we should better reset it,
11491                          * so that state pruning has chances to take effect.
11492                          */
11493                         reg->id = 0;
11494                         reg->ref_obj_id = 0;
11495
11496                         return;
11497                 }
11498
11499                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
11500
11501                 if (!reg_may_point_to_spin_lock(reg)) {
11502                         /* For not-NULL ptr, reg->ref_obj_id will be reset
11503                          * in release_reference().
11504                          *
11505                          * reg->id is still used by spin_lock ptr. Other
11506                          * than spin_lock ptr type, reg->id can be reset.
11507                          */
11508                         reg->id = 0;
11509                 }
11510         }
11511 }
11512
11513 /* The logic is similar to find_good_pkt_pointers(), both could eventually
11514  * be folded together at some point.
11515  */
11516 static void mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, u32 regno,
11517                                   bool is_null)
11518 {
11519         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
11520         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
11521         u32 ref_obj_id = regs[regno].ref_obj_id;
11522         u32 id = regs[regno].id;
11523
11524         if (ref_obj_id && ref_obj_id == id && is_null)
11525                 /* regs[regno] is in the " == NULL" branch.
11526                  * No one could have freed the reference state before
11527                  * doing the NULL check.
11528                  */
11529                 WARN_ON_ONCE(release_reference_state(state, id));
11530
11531         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
11532                 mark_ptr_or_null_reg(state, reg, id, is_null);
11533         }));
11534 }
11535
11536 static bool try_match_pkt_pointers(const struct bpf_insn *insn,
11537                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
11538                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
11539                                    struct bpf_verifier_state *this_branch,
11540                                    struct bpf_verifier_state *other_branch)
11541 {
11542         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_X)
11543                 return false;
11544
11545         /* Pointers are always 64-bit. */
11546         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32)
11547                 return false;
11548
11549         switch (BPF_OP(insn->code)) {
11550         case BPF_JGT:
11551                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
11552                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
11553                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
11554                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
11555                         /* pkt_data' > pkt_end, pkt_meta' > pkt_data */
11556                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
11557                                                dst_reg->type, false);
11558                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, true);
11559                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
11560                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
11561                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
11562                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
11563                         /* pkt_end > pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
11564                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
11565                                                src_reg->type, true);
11566                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, false);
11567                 } else {
11568                         return false;
11569                 }
11570                 break;
11571         case BPF_JLT:
11572                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
11573                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
11574                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
11575                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
11576                         /* pkt_data' < pkt_end, pkt_meta' < pkt_data */
11577                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
11578                                                dst_reg->type, true);
11579                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, false);
11580                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
11581                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
11582                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
11583                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
11584                         /* pkt_end < pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
11585                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
11586                                                src_reg->type, false);
11587                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, true);
11588                 } else {
11589                         return false;
11590                 }
11591                 break;
11592         case BPF_JGE:
11593                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
11594                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
11595                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
11596                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
11597                         /* pkt_data' >= pkt_end, pkt_meta' >= pkt_data */
11598                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
11599                                                dst_reg->type, true);
11600                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, false);
11601                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
11602                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
11603                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
11604                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
11605                         /* pkt_end >= pkt_data', pkt_data >= pkt_meta' */
11606                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
11607                                                src_reg->type, false);
11608                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, true);
11609                 } else {
11610                         return false;
11611                 }
11612                 break;
11613         case BPF_JLE:
11614                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
11615                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
11616                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
11617                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
11618                         /* pkt_data' <= pkt_end, pkt_meta' <= pkt_data */
11619                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
11620                                                dst_reg->type, false);
11621                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, true);
11622                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
11623                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
11624                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
11625                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
11626                         /* pkt_end <= pkt_data', pkt_data <= pkt_meta' */
11627                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
11628                                                src_reg->type, true);
11629                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, false);
11630                 } else {
11631                         return false;
11632                 }
11633                 break;
11634         default:
11635                 return false;
11636         }
11637
11638         return true;
11639 }
11640
11641 static void find_equal_scalars(struct bpf_verifier_state *vstate,
11642                                struct bpf_reg_state *known_reg)
11643 {
11644         struct bpf_func_state *state;
11645         struct bpf_reg_state *reg;
11646
11647         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
11648                 if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
11649                         *reg = *known_reg;
11650         }));
11651 }
11652
11653 static int check_cond_jmp_op(struct bpf_verifier_env *env,
11654                              struct bpf_insn *insn, int *insn_idx)
11655 {
11656         struct bpf_verifier_state *this_branch = env->cur_state;
11657         struct bpf_verifier_state *other_branch;
11658         struct bpf_reg_state *regs = this_branch->frame[this_branch->curframe]->regs;
11659         struct bpf_reg_state *dst_reg, *other_branch_regs, *src_reg = NULL;
11660         struct bpf_reg_state *eq_branch_regs;
11661         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
11662         bool is_jmp32;
11663         int pred = -1;
11664         int err;
11665
11666         /* Only conditional jumps are expected to reach here. */
11667         if (opcode == BPF_JA || opcode > BPF_JSLE) {
11668                 verbose(env, "invalid BPF_JMP/JMP32 opcode %x\n", opcode);
11669                 return -EINVAL;
11670         }
11671
11672         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
11673                 if (insn->imm != 0) {
11674                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
11675                         return -EINVAL;
11676                 }
11677
11678                 /* check src1 operand */
11679                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
11680                 if (err)
11681                         return err;
11682
11683                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
11684                         verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
11685                                 insn->src_reg);
11686                         return -EACCES;
11687                 }
11688                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
11689         } else {
11690                 if (insn->src_reg != BPF_REG_0) {
11691                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
11692                         return -EINVAL;
11693                 }
11694         }
11695
11696         /* check src2 operand */
11697         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
11698         if (err)
11699                 return err;
11700
11701         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
11702         is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
11703
11704         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
11705                 pred = is_branch_taken(dst_reg, insn->imm, opcode, is_jmp32);
11706         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
11707                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))) {
11708                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
11709                                        tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
11710                                        opcode,
11711                                        is_jmp32);
11712         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
11713                    !is_jmp32 && tnum_is_const(src_reg->var_off)) {
11714                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
11715                                        src_reg->var_off.value,
11716                                        opcode,
11717                                        is_jmp32);
11718         } else if (reg_is_pkt_pointer_any(dst_reg) &&
11719                    reg_is_pkt_pointer_any(src_reg) &&
11720                    !is_jmp32) {
11721                 pred = is_pkt_ptr_branch_taken(dst_reg, src_reg, opcode);
11722         }
11723
11724         if (pred >= 0) {
11725                 /* If we get here with a dst_reg pointer type it is because
11726                  * above is_branch_taken() special cased the 0 comparison.
11727                  */
11728                 if (!__is_pointer_value(false, dst_reg))
11729                         err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
11730                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && !err &&
11731                     !__is_pointer_value(false, src_reg))
11732                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
11733                 if (err)
11734                         return err;
11735         }
11736
11737         if (pred == 1) {
11738                 /* Only follow the goto, ignore fall-through. If needed, push
11739                  * the fall-through branch for simulation under speculative
11740                  * execution.
11741                  */
11742                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
11743                     !sanitize_speculative_path(env, insn, *insn_idx + 1,
11744                                                *insn_idx))
11745                         return -EFAULT;
11746                 *insn_idx += insn->off;
11747                 return 0;
11748         } else if (pred == 0) {
11749                 /* Only follow the fall-through branch, since that's where the
11750                  * program will go. If needed, push the goto branch for
11751                  * simulation under speculative execution.
11752                  */
11753                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
11754                     !sanitize_speculative_path(env, insn,
11755                                                *insn_idx + insn->off + 1,
11756                                                *insn_idx))
11757                         return -EFAULT;
11758                 return 0;
11759         }
11760
11761         other_branch = push_stack(env, *insn_idx + insn->off + 1, *insn_idx,
11762                                   false);
11763         if (!other_branch)
11764                 return -EFAULT;
11765         other_branch_regs = other_branch->frame[other_branch->curframe]->regs;
11766
11767         /* detect if we are comparing against a constant value so we can adjust
11768          * our min/max values for our dst register.
11769          * this is only legit if both are scalars (or pointers to the same
11770          * object, I suppose, see the PTR_MAYBE_NULL related if block below),
11771          * because otherwise the different base pointers mean the offsets aren't
11772          * comparable.
11773          */
11774         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
11775                 struct bpf_reg_state *src_reg = &regs[insn->src_reg];
11776
11777                 if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
11778                     src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
11779                         if (tnum_is_const(src_reg->var_off) ||
11780                             (is_jmp32 &&
11781                              tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))))
11782                                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
11783                                                 dst_reg,
11784                                                 src_reg->var_off.value,
11785                                                 tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
11786                                                 opcode, is_jmp32);
11787                         else if (tnum_is_const(dst_reg->var_off) ||
11788                                  (is_jmp32 &&
11789                                   tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))))
11790                                 reg_set_min_max_inv(&other_branch_regs[insn->src_reg],
11791                                                     src_reg,
11792                                                     dst_reg->var_off.value,
11793                                                     tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
11794                                                     opcode, is_jmp32);
11795                         else if (!is_jmp32 &&
11796                                  (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE))
11797                                 /* Comparing for equality, we can combine knowledge */
11798                                 reg_combine_min_max(&other_branch_regs[insn->src_reg],
11799                                                     &other_branch_regs[insn->dst_reg],
11800                                                     src_reg, dst_reg, opcode);
11801                         if (src_reg->id &&
11802                             !WARN_ON_ONCE(src_reg->id != other_branch_regs[insn->src_reg].id)) {
11803                                 find_equal_scalars(this_branch, src_reg);
11804                                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->src_reg]);
11805                         }
11806
11807                 }
11808         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE) {
11809                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
11810                                         dst_reg, insn->imm, (u32)insn->imm,
11811                                         opcode, is_jmp32);
11812         }
11813
11814         if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE && dst_reg->id &&
11815             !WARN_ON_ONCE(dst_reg->id != other_branch_regs[insn->dst_reg].id)) {
11816                 find_equal_scalars(this_branch, dst_reg);
11817                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->dst_reg]);
11818         }
11819
11820         /* if one pointer register is compared to another pointer
11821          * register check if PTR_MAYBE_NULL could be lifted.
11822          * E.g. register A - maybe null
11823          *      register B - not null
11824          * for JNE A, B, ... - A is not null in the false branch;
11825          * for JEQ A, B, ... - A is not null in the true branch.
11826          */
11827         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
11828             __is_pointer_value(false, src_reg) && __is_pointer_value(false, dst_reg) &&
11829             type_may_be_null(src_reg->type) != type_may_be_null(dst_reg->type)) {
11830                 eq_branch_regs = NULL;
11831                 switch (opcode) {
11832                 case BPF_JEQ:
11833                         eq_branch_regs = other_branch_regs;
11834                         break;
11835                 case BPF_JNE:
11836                         eq_branch_regs = regs;
11837                         break;
11838                 default:
11839                         /* do nothing */
11840                         break;
11841                 }
11842                 if (eq_branch_regs) {
11843                         if (type_may_be_null(src_reg->type))
11844                                 mark_ptr_not_null_reg(&eq_branch_regs[insn->src_reg]);
11845                         else
11846                                 mark_ptr_not_null_reg(&eq_branch_regs[insn->dst_reg]);
11847                 }
11848         }
11849
11850         /* detect if R == 0 where R is returned from bpf_map_lookup_elem().
11851          * NOTE: these optimizations below are related with pointer comparison
11852          *       which will never be JMP32.
11853          */
11854         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
11855             insn->imm == 0 && (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
11856             type_may_be_null(dst_reg->type)) {
11857                 /* Mark all identical registers in each branch as either
11858                  * safe or unknown depending R == 0 or R != 0 conditional.
11859                  */
11860                 mark_ptr_or_null_regs(this_branch, insn->dst_reg,
11861                                       opcode == BPF_JNE);
11862                 mark_ptr_or_null_regs(other_branch, insn->dst_reg,
11863                                       opcode == BPF_JEQ);
11864         } else if (!try_match_pkt_pointers(insn, dst_reg, &regs[insn->src_reg],
11865                                            this_branch, other_branch) &&
11866                    is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
11867                 verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
11868                         insn->dst_reg);
11869                 return -EACCES;
11870         }
11871         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
11872                 print_insn_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
11873         return 0;
11874 }
11875
11876 /* verify BPF_LD_IMM64 instruction */
11877 static int check_ld_imm(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
11878 {
11879         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
11880         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
11881         struct bpf_reg_state *dst_reg;
11882         struct bpf_map *map;
11883         int err;
11884
11885         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
11886                 verbose(env, "invalid BPF_LD_IMM insn\n");
11887                 return -EINVAL;
11888         }
11889         if (insn->off != 0) {
11890                 verbose(env, "BPF_LD_IMM64 uses reserved fields\n");
11891                 return -EINVAL;
11892         }
11893
11894         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
11895         if (err)
11896                 return err;
11897
11898         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
11899         if (insn->src_reg == 0) {
11900                 u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
11901
11902                 dst_reg->type = SCALAR_VALUE;
11903                 __mark_reg_known(&regs[insn->dst_reg], imm);
11904                 return 0;
11905         }
11906
11907         /* All special src_reg cases are listed below. From this point onwards
11908          * we either succeed and assign a corresponding dst_reg->type after
11909          * zeroing the offset, or fail and reject the program.
11910          */
11911         mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
11912
11913         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
11914                 dst_reg->type = aux->btf_var.reg_type;
11915                 switch (base_type(dst_reg->type)) {
11916                 case PTR_TO_MEM:
11917                         dst_reg->mem_size = aux->btf_var.mem_size;
11918                         break;
11919                 case PTR_TO_BTF_ID:
11920                         dst_reg->btf = aux->btf_var.btf;
11921                         dst_reg->btf_id = aux->btf_var.btf_id;
11922                         break;
11923                 default:
11924                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
11925                         return -EFAULT;
11926                 }
11927                 return 0;
11928         }
11929
11930         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
11931                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
11932                 u32 subprogno = find_subprog(env,
11933                                              env->insn_idx + insn->imm + 1);
11934
11935                 if (!aux->func_info) {
11936                         verbose(env, "missing btf func_info\n");
11937                         return -EINVAL;
11938                 }
11939                 if (aux->func_info_aux[subprogno].linkage != BTF_FUNC_STATIC) {
11940                         verbose(env, "callback function not static\n");
11941                         return -EINVAL;
11942                 }
11943
11944                 dst_reg->type = PTR_TO_FUNC;
11945                 dst_reg->subprogno = subprogno;
11946                 return 0;
11947         }
11948
11949         map = env->used_maps[aux->map_index];
11950         dst_reg->map_ptr = map;
11951
11952         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_VALUE ||
11953             insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE) {
11954                 dst_reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
11955                 dst_reg->off = aux->map_off;
11956                 WARN_ON_ONCE(map->max_entries != 1);
11957                 /* We want reg->id to be same (0) as map_value is not distinct */
11958         } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
11959                    insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
11960                 dst_reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
11961         } else {
11962                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
11963                 return -EINVAL;
11964         }
11965
11966         return 0;
11967 }
11968
11969 static bool may_access_skb(enum bpf_prog_type type)
11970 {
11971         switch (type) {
11972         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
11973         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
11974         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
11975                 return true;
11976         default:
11977                 return false;
11978         }
11979 }
11980
11981 /* verify safety of LD_ABS|LD_IND instructions:
11982  * - they can only appear in the programs where ctx == skb
11983  * - since they are wrappers of function calls, they scratch R1-R5 registers,
11984  *   preserve R6-R9, and store return value into R0
11985  *
11986  * Implicit input:
11987  *   ctx == skb == R6 == CTX
11988  *
11989  * Explicit input:
11990  *   SRC == any register
11991  *   IMM == 32-bit immediate
11992  *
11993  * Output:
11994  *   R0 - 8/16/32-bit skb data converted to cpu endianness
11995  */
11996 static int check_ld_abs(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
11997 {
11998         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
11999         static const int ctx_reg = BPF_REG_6;
12000         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
12001         int i, err;
12002
12003         if (!may_access_skb(resolve_prog_type(env->prog))) {
12004                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions not allowed for this program type\n");
12005                 return -EINVAL;
12006         }
12007
12008         if (!env->ops->gen_ld_abs) {
12009                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
12010                 return -EINVAL;
12011         }
12012
12013         if (insn->dst_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
12014             BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW ||
12015             (mode == BPF_ABS && insn->src_reg != BPF_REG_0)) {
12016                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] uses reserved fields\n");
12017                 return -EINVAL;
12018         }
12019
12020         /* check whether implicit source operand (register R6) is readable */
12021         err = check_reg_arg(env, ctx_reg, SRC_OP);
12022         if (err)
12023                 return err;
12024
12025         /* Disallow usage of BPF_LD_[ABS|IND] with reference tracking, as
12026          * gen_ld_abs() may terminate the program at runtime, leading to
12027          * reference leak.
12028          */
12029         err = check_reference_leak(env);
12030         if (err) {
12031                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be mixed with socket references\n");
12032                 return err;
12033         }
12034
12035         if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
12036                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_spin_lock-ed region\n");
12037                 return -EINVAL;
12038         }
12039
12040         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
12041                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_rcu_read_lock-ed region\n");
12042                 return -EINVAL;
12043         }
12044
12045         if (regs[ctx_reg].type != PTR_TO_CTX) {
12046                 verbose(env,
12047                         "at the time of BPF_LD_ABS|IND R6 != pointer to skb\n");
12048                 return -EINVAL;
12049         }
12050
12051         if (mode == BPF_IND) {
12052                 /* check explicit source operand */
12053                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
12054                 if (err)
12055                         return err;
12056         }
12057
12058         err = check_ptr_off_reg(env, &regs[ctx_reg], ctx_reg);
12059         if (err < 0)
12060                 return err;
12061
12062         /* reset caller saved regs to unreadable */
12063         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
12064                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
12065                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
12066         }
12067
12068         /* mark destination R0 register as readable, since it contains
12069          * the value fetched from the packet.
12070          * Already marked as written above.
12071          */
12072         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
12073         /* ld_abs load up to 32-bit skb data. */
12074         regs[BPF_REG_0].subreg_def = env->insn_idx + 1;
12075         return 0;
12076 }
12077
12078 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env)
12079 {
12080         struct tnum enforce_attach_type_range = tnum_unknown;
12081         const struct bpf_prog *prog = env->prog;
12082         struct bpf_reg_state *reg;
12083         struct tnum range = tnum_range(0, 1);
12084         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
12085         int err;
12086         struct bpf_func_state *frame = env->cur_state->frame[0];
12087         const bool is_subprog = frame->subprogno;
12088
12089         /* LSM and struct_ops func-ptr's return type could be "void" */
12090         if (!is_subprog) {
12091                 switch (prog_type) {
12092                 case BPF_PROG_TYPE_LSM:
12093                         if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP)
12094                                 /* See below, can be 0 or 0-1 depending on hook. */
12095                                 break;
12096                         fallthrough;
12097                 case BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS:
12098                         if (!prog->aux->attach_func_proto->type)
12099                                 return 0;
12100                         break;
12101                 default:
12102                         break;
12103                 }
12104         }
12105
12106         /* eBPF calling convention is such that R0 is used
12107          * to return the value from eBPF program.
12108          * Make sure that it's readable at this time
12109          * of bpf_exit, which means that program wrote
12110          * something into it earlier
12111          */
12112         err = check_reg_arg(env, BPF_REG_0, SRC_OP);
12113         if (err)
12114                 return err;
12115
12116         if (is_pointer_value(env, BPF_REG_0)) {
12117                 verbose(env, "R0 leaks addr as return value\n");
12118                 return -EACCES;
12119         }
12120
12121         reg = cur_regs(env) + BPF_REG_0;
12122
12123         if (frame->in_async_callback_fn) {
12124                 /* enforce return zero from async callbacks like timer */
12125                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
12126                         verbose(env, "In async callback the register R0 is not a known value (%s)\n",
12127                                 reg_type_str(env, reg->type));
12128                         return -EINVAL;
12129                 }
12130
12131                 if (!tnum_in(tnum_const(0), reg->var_off)) {
12132                         verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "async callback", "R0");
12133                         return -EINVAL;
12134                 }
12135                 return 0;
12136         }
12137
12138         if (is_subprog) {
12139                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
12140                         verbose(env, "At subprogram exit the register R0 is not a scalar value (%s)\n",
12141                                 reg_type_str(env, reg->type));
12142                         return -EINVAL;
12143                 }
12144                 return 0;
12145         }
12146
12147         switch (prog_type) {
12148         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR:
12149                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP4_RECVMSG ||
12150                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP6_RECVMSG ||
12151                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETPEERNAME ||
12152                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETPEERNAME ||
12153                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETSOCKNAME ||
12154                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETSOCKNAME)
12155                         range = tnum_range(1, 1);
12156                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_BIND ||
12157                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_BIND)
12158                         range = tnum_range(0, 3);
12159                 break;
12160         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
12161                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET_EGRESS) {
12162                         range = tnum_range(0, 3);
12163                         enforce_attach_type_range = tnum_range(2, 3);
12164                 }
12165                 break;
12166         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK:
12167         case BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS:
12168         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE:
12169         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SYSCTL:
12170         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
12171                 break;
12172         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
12173                 if (!env->prog->aux->attach_btf_id)
12174                         return 0;
12175                 range = tnum_const(0);
12176                 break;
12177         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
12178                 switch (env->prog->expected_attach_type) {
12179                 case BPF_TRACE_FENTRY:
12180                 case BPF_TRACE_FEXIT:
12181                         range = tnum_const(0);
12182                         break;
12183                 case BPF_TRACE_RAW_TP:
12184                 case BPF_MODIFY_RETURN:
12185                         return 0;
12186                 case BPF_TRACE_ITER:
12187                         break;
12188                 default:
12189                         return -ENOTSUPP;
12190                 }
12191                 break;
12192         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
12193                 range = tnum_range(SK_DROP, SK_PASS);
12194                 break;
12195
12196         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
12197                 if (env->prog->expected_attach_type != BPF_LSM_CGROUP) {
12198                         /* Regular BPF_PROG_TYPE_LSM programs can return
12199                          * any value.
12200                          */
12201                         return 0;
12202                 }
12203                 if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
12204                         /* Make sure programs that attach to void
12205                          * hooks don't try to modify return value.
12206                          */
12207                         range = tnum_range(1, 1);
12208                 }
12209                 break;
12210
12211         case BPF_PROG_TYPE_EXT:
12212                 /* freplace program can return anything as its return value
12213                  * depends on the to-be-replaced kernel func or bpf program.
12214                  */
12215         default:
12216                 return 0;
12217         }
12218
12219         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
12220                 verbose(env, "At program exit the register R0 is not a known value (%s)\n",
12221                         reg_type_str(env, reg->type));
12222                 return -EINVAL;
12223         }
12224
12225         if (!tnum_in(range, reg->var_off)) {
12226                 verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "program exit", "R0");
12227                 if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP &&
12228                     prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
12229                     !prog->aux->attach_func_proto->type)
12230                         verbose(env, "Note, BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
12231                 return -EINVAL;
12232         }
12233
12234         if (!tnum_is_unknown(enforce_attach_type_range) &&
12235             tnum_in(enforce_attach_type_range, reg->var_off))
12236                 env->prog->enforce_expected_attach_type = 1;
12237         return 0;
12238 }
12239
12240 /* non-recursive DFS pseudo code
12241  * 1  procedure DFS-iterative(G,v):
12242  * 2      label v as discovered
12243  * 3      let S be a stack
12244  * 4      S.push(v)
12245  * 5      while S is not empty
12246  * 6            t <- S.peek()
12247  * 7            if t is what we're looking for:
12248  * 8                return t
12249  * 9            for all edges e in G.adjacentEdges(t) do
12250  * 10               if edge e is already labelled
12251  * 11                   continue with the next edge
12252  * 12               w <- G.adjacentVertex(t,e)
12253  * 13               if vertex w is not discovered and not explored
12254  * 14                   label e as tree-edge
12255  * 15                   label w as discovered
12256  * 16                   S.push(w)
12257  * 17                   continue at 5
12258  * 18               else if vertex w is discovered
12259  * 19                   label e as back-edge
12260  * 20               else
12261  * 21                   // vertex w is explored
12262  * 22                   label e as forward- or cross-edge
12263  * 23           label t as explored
12264  * 24           S.pop()
12265  *
12266  * convention:
12267  * 0x10 - discovered
12268  * 0x11 - discovered and fall-through edge labelled
12269  * 0x12 - discovered and fall-through and branch edges labelled
12270  * 0x20 - explored
12271  */
12272
12273 enum {
12274         DISCOVERED = 0x10,
12275         EXPLORED = 0x20,
12276         FALLTHROUGH = 1,
12277         BRANCH = 2,
12278 };
12279
12280 static u32 state_htab_size(struct bpf_verifier_env *env)
12281 {
12282         return env->prog->len;
12283 }
12284
12285 static struct bpf_verifier_state_list **explored_state(
12286                                         struct bpf_verifier_env *env,
12287                                         int idx)
12288 {
12289         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
12290         struct bpf_func_state *state = cur->frame[cur->curframe];
12291
12292         return &env->explored_states[(idx ^ state->callsite) % state_htab_size(env)];
12293 }
12294
12295 static void mark_prune_point(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
12296 {
12297         env->insn_aux_data[idx].prune_point = true;
12298 }
12299
12300 static bool is_prune_point(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
12301 {
12302         return env->insn_aux_data[insn_idx].prune_point;
12303 }
12304
12305 enum {
12306         DONE_EXPLORING = 0,
12307         KEEP_EXPLORING = 1,
12308 };
12309
12310 /* t, w, e - match pseudo-code above:
12311  * t - index of current instruction
12312  * w - next instruction
12313  * e - edge
12314  */
12315 static int push_insn(int t, int w, int e, struct bpf_verifier_env *env,
12316                      bool loop_ok)
12317 {
12318         int *insn_stack = env->cfg.insn_stack;
12319         int *insn_state = env->cfg.insn_state;
12320
12321         if (e == FALLTHROUGH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | FALLTHROUGH))
12322                 return DONE_EXPLORING;
12323
12324         if (e == BRANCH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | BRANCH))
12325                 return DONE_EXPLORING;
12326
12327         if (w < 0 || w >= env->prog->len) {
12328                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
12329                 verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", t, w);
12330                 return -EINVAL;
12331         }
12332
12333         if (e == BRANCH) {
12334                 /* mark branch target for state pruning */
12335                 mark_prune_point(env, w);
12336                 mark_jmp_point(env, w);
12337         }
12338
12339         if (insn_state[w] == 0) {
12340                 /* tree-edge */
12341                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
12342                 insn_state[w] = DISCOVERED;
12343                 if (env->cfg.cur_stack >= env->prog->len)
12344                         return -E2BIG;
12345                 insn_stack[env->cfg.cur_stack++] = w;
12346                 return KEEP_EXPLORING;
12347         } else if ((insn_state[w] & 0xF0) == DISCOVERED) {
12348                 if (loop_ok && env->bpf_capable)
12349                         return DONE_EXPLORING;
12350                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
12351                 verbose_linfo(env, w, "%d: ", w);
12352                 verbose(env, "back-edge from insn %d to %d\n", t, w);
12353                 return -EINVAL;
12354         } else if (insn_state[w] == EXPLORED) {
12355                 /* forward- or cross-edge */
12356                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
12357         } else {
12358                 verbose(env, "insn state internal bug\n");
12359                 return -EFAULT;
12360         }
12361         return DONE_EXPLORING;
12362 }
12363
12364 static int visit_func_call_insn(int t, struct bpf_insn *insns,
12365                                 struct bpf_verifier_env *env,
12366                                 bool visit_callee)
12367 {
12368         int ret;
12369
12370         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
12371         if (ret)
12372                 return ret;
12373
12374         mark_prune_point(env, t + 1);
12375         /* when we exit from subprog, we need to record non-linear history */
12376         mark_jmp_point(env, t + 1);
12377
12378         if (visit_callee) {
12379                 mark_prune_point(env, t);
12380                 ret = push_insn(t, t + insns[t].imm + 1, BRANCH, env,
12381                                 /* It's ok to allow recursion from CFG point of
12382                                  * view. __check_func_call() will do the actual
12383                                  * check.
12384                                  */
12385                                 bpf_pseudo_func(insns + t));
12386         }
12387         return ret;
12388 }
12389
12390 /* Visits the instruction at index t and returns one of the following:
12391  *  < 0 - an error occurred
12392  *  DONE_EXPLORING - the instruction was fully explored
12393  *  KEEP_EXPLORING - there is still work to be done before it is fully explored
12394  */
12395 static int visit_insn(int t, struct bpf_verifier_env *env)
12396 {
12397         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
12398         int ret;
12399
12400         if (bpf_pseudo_func(insns + t))
12401                 return visit_func_call_insn(t, insns, env, true);
12402
12403         /* All non-branch instructions have a single fall-through edge. */
12404         if (BPF_CLASS(insns[t].code) != BPF_JMP &&
12405             BPF_CLASS(insns[t].code) != BPF_JMP32)
12406                 return push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
12407
12408         switch (BPF_OP(insns[t].code)) {
12409         case BPF_EXIT:
12410                 return DONE_EXPLORING;
12411
12412         case BPF_CALL:
12413                 if (insns[t].imm == BPF_FUNC_timer_set_callback)
12414                         /* Mark this call insn as a prune point to trigger
12415                          * is_state_visited() check before call itself is
12416                          * processed by __check_func_call(). Otherwise new
12417                          * async state will be pushed for further exploration.
12418                          */
12419                         mark_prune_point(env, t);
12420                 return visit_func_call_insn(t, insns, env,
12421                                             insns[t].src_reg == BPF_PSEUDO_CALL);
12422
12423         case BPF_JA:
12424                 if (BPF_SRC(insns[t].code) != BPF_K)
12425                         return -EINVAL;
12426
12427                 /* unconditional jump with single edge */
12428                 ret = push_insn(t, t + insns[t].off + 1, FALLTHROUGH, env,
12429                                 true);
12430                 if (ret)
12431                         return ret;
12432
12433                 mark_prune_point(env, t + insns[t].off + 1);
12434                 mark_jmp_point(env, t + insns[t].off + 1);
12435
12436                 return ret;
12437
12438         default:
12439                 /* conditional jump with two edges */
12440                 mark_prune_point(env, t);
12441
12442                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, true);
12443                 if (ret)
12444                         return ret;
12445
12446                 return push_insn(t, t + insns[t].off + 1, BRANCH, env, true);
12447         }
12448 }
12449
12450 /* non-recursive depth-first-search to detect loops in BPF program
12451  * loop == back-edge in directed graph
12452  */
12453 static int check_cfg(struct bpf_verifier_env *env)
12454 {
12455         int insn_cnt = env->prog->len;
12456         int *insn_stack, *insn_state;
12457         int ret = 0;
12458         int i;
12459
12460         insn_state = env->cfg.insn_state = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
12461         if (!insn_state)
12462                 return -ENOMEM;
12463
12464         insn_stack = env->cfg.insn_stack = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
12465         if (!insn_stack) {
12466                 kvfree(insn_state);
12467                 return -ENOMEM;
12468         }
12469
12470         insn_state[0] = DISCOVERED; /* mark 1st insn as discovered */
12471         insn_stack[0] = 0; /* 0 is the first instruction */
12472         env->cfg.cur_stack = 1;
12473
12474         while (env->cfg.cur_stack > 0) {
12475                 int t = insn_stack[env->cfg.cur_stack - 1];
12476
12477                 ret = visit_insn(t, env);
12478                 switch (ret) {
12479                 case DONE_EXPLORING:
12480                         insn_state[t] = EXPLORED;
12481                         env->cfg.cur_stack--;
12482                         break;
12483                 case KEEP_EXPLORING:
12484                         break;
12485                 default:
12486                         if (ret > 0) {
12487                                 verbose(env, "visit_insn internal bug\n");
12488                                 ret = -EFAULT;
12489                         }
12490                         goto err_free;
12491                 }
12492         }
12493
12494         if (env->cfg.cur_stack < 0) {
12495                 verbose(env, "pop stack internal bug\n");
12496                 ret = -EFAULT;
12497                 goto err_free;
12498         }
12499
12500         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
12501                 if (insn_state[i] != EXPLORED) {
12502                         verbose(env, "unreachable insn %d\n", i);
12503                         ret = -EINVAL;
12504                         goto err_free;
12505                 }
12506         }
12507         ret = 0; /* cfg looks good */
12508
12509 err_free:
12510         kvfree(insn_state);
12511         kvfree(insn_stack);
12512         env->cfg.insn_state = env->cfg.insn_stack = NULL;
12513         return ret;
12514 }
12515
12516 static int check_abnormal_return(struct bpf_verifier_env *env)
12517 {
12518         int i;
12519
12520         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
12521                 if (env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
12522                         verbose(env, "LD_ABS is not allowed in subprogs without BTF\n");
12523                         return -EINVAL;
12524                 }
12525                 if (env->subprog_info[i].has_tail_call) {
12526                         verbose(env, "tail_call is not allowed in subprogs without BTF\n");
12527                         return -EINVAL;
12528                 }
12529         }
12530         return 0;
12531 }
12532
12533 /* The minimum supported BTF func info size */
12534 #define MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE   8
12535 #define MAX_FUNCINFO_REC_SIZE   252
12536
12537 static int check_btf_func(struct bpf_verifier_env *env,
12538                           const union bpf_attr *attr,
12539                           bpfptr_t uattr)
12540 {
12541         const struct btf_type *type, *func_proto, *ret_type;
12542         u32 i, nfuncs, urec_size, min_size;
12543         u32 krec_size = sizeof(struct bpf_func_info);
12544         struct bpf_func_info *krecord;
12545         struct bpf_func_info_aux *info_aux = NULL;
12546         struct bpf_prog *prog;
12547         const struct btf *btf;
12548         bpfptr_t urecord;
12549         u32 prev_offset = 0;
12550         bool scalar_return;
12551         int ret = -ENOMEM;
12552
12553         nfuncs = attr->func_info_cnt;
12554         if (!nfuncs) {
12555                 if (check_abnormal_return(env))
12556                         return -EINVAL;
12557                 return 0;
12558         }
12559
12560         if (nfuncs != env->subprog_cnt) {
12561                 verbose(env, "number of funcs in func_info doesn't match number of subprogs\n");
12562                 return -EINVAL;
12563         }
12564
12565         urec_size = attr->func_info_rec_size;
12566         if (urec_size < MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE ||
12567             urec_size > MAX_FUNCINFO_REC_SIZE ||
12568             urec_size % sizeof(u32)) {
12569                 verbose(env, "invalid func info rec size %u\n", urec_size);
12570                 return -EINVAL;
12571         }
12572
12573         prog = env->prog;
12574         btf = prog->aux->btf;
12575
12576         urecord = make_bpfptr(attr->func_info, uattr.is_kernel);
12577         min_size = min_t(u32, krec_size, urec_size);
12578
12579         krecord = kvcalloc(nfuncs, krec_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
12580         if (!krecord)
12581                 return -ENOMEM;
12582         info_aux = kcalloc(nfuncs, sizeof(*info_aux), GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
12583         if (!info_aux)
12584                 goto err_free;
12585
12586         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
12587                 ret = bpf_check_uarg_tail_zero(urecord, krec_size, urec_size);
12588                 if (ret) {
12589                         if (ret == -E2BIG) {
12590                                 verbose(env, "nonzero tailing record in func info");
12591                                 /* set the size kernel expects so loader can zero
12592                                  * out the rest of the record.
12593                                  */
12594                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
12595                                                           offsetof(union bpf_attr, func_info_rec_size),
12596                                                           &min_size, sizeof(min_size)))
12597                                         ret = -EFAULT;
12598                         }
12599                         goto err_free;
12600                 }
12601
12602                 if (copy_from_bpfptr(&krecord[i], urecord, min_size)) {
12603                         ret = -EFAULT;
12604                         goto err_free;
12605                 }
12606
12607                 /* check insn_off */
12608                 ret = -EINVAL;
12609                 if (i == 0) {
12610                         if (krecord[i].insn_off) {
12611                                 verbose(env,
12612                                         "nonzero insn_off %u for the first func info record",
12613                                         krecord[i].insn_off);
12614                                 goto err_free;
12615                         }
12616                 } else if (krecord[i].insn_off <= prev_offset) {
12617                         verbose(env,
12618                                 "same or smaller insn offset (%u) than previous func info record (%u)",
12619                                 krecord[i].insn_off, prev_offset);
12620                         goto err_free;
12621                 }
12622
12623                 if (env->subprog_info[i].start != krecord[i].insn_off) {
12624                         verbose(env, "func_info BTF section doesn't match subprog layout in BPF program\n");
12625                         goto err_free;
12626                 }
12627
12628                 /* check type_id */
12629                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
12630                 if (!type || !btf_type_is_func(type)) {
12631                         verbose(env, "invalid type id %d in func info",
12632                                 krecord[i].type_id);
12633                         goto err_free;
12634                 }
12635                 info_aux[i].linkage = BTF_INFO_VLEN(type->info);
12636
12637                 func_proto = btf_type_by_id(btf, type->type);
12638                 if (unlikely(!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)))
12639                         /* btf_func_check() already verified it during BTF load */
12640                         goto err_free;
12641                 ret_type = btf_type_skip_modifiers(btf, func_proto->type, NULL);
12642                 scalar_return =
12643                         btf_type_is_small_int(ret_type) || btf_is_any_enum(ret_type);
12644                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
12645                         verbose(env, "LD_ABS is only allowed in functions that return 'int'.\n");
12646                         goto err_free;
12647                 }
12648                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_tail_call) {
12649                         verbose(env, "tail_call is only allowed in functions that return 'int'.\n");
12650                         goto err_free;
12651                 }
12652
12653                 prev_offset = krecord[i].insn_off;
12654                 bpfptr_add(&urecord, urec_size);
12655         }
12656
12657         prog->aux->func_info = krecord;
12658         prog->aux->func_info_cnt = nfuncs;
12659         prog->aux->func_info_aux = info_aux;
12660         return 0;
12661
12662 err_free:
12663         kvfree(krecord);
12664         kfree(info_aux);
12665         return ret;
12666 }
12667
12668 static void adjust_btf_func(struct bpf_verifier_env *env)
12669 {
12670         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
12671         int i;
12672
12673         if (!aux->func_info)
12674                 return;
12675
12676         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
12677                 aux->func_info[i].insn_off = env->subprog_info[i].start;
12678 }
12679
12680 #define MIN_BPF_LINEINFO_SIZE   offsetofend(struct bpf_line_info, line_col)
12681 #define MAX_LINEINFO_REC_SIZE   MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
12682
12683 static int check_btf_line(struct bpf_verifier_env *env,
12684                           const union bpf_attr *attr,
12685                           bpfptr_t uattr)
12686 {
12687         u32 i, s, nr_linfo, ncopy, expected_size, rec_size, prev_offset = 0;
12688         struct bpf_subprog_info *sub;
12689         struct bpf_line_info *linfo;
12690         struct bpf_prog *prog;
12691         const struct btf *btf;
12692         bpfptr_t ulinfo;
12693         int err;
12694
12695         nr_linfo = attr->line_info_cnt;
12696         if (!nr_linfo)
12697                 return 0;
12698         if (nr_linfo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_line_info))
12699                 return -EINVAL;
12700
12701         rec_size = attr->line_info_rec_size;
12702         if (rec_size < MIN_BPF_LINEINFO_SIZE ||
12703             rec_size > MAX_LINEINFO_REC_SIZE ||
12704             rec_size & (sizeof(u32) - 1))
12705                 return -EINVAL;
12706
12707         /* Need to zero it in case the userspace may
12708          * pass in a smaller bpf_line_info object.
12709          */
12710         linfo = kvcalloc(nr_linfo, sizeof(struct bpf_line_info),
12711                          GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
12712         if (!linfo)
12713                 return -ENOMEM;
12714
12715         prog = env->prog;
12716         btf = prog->aux->btf;
12717
12718         s = 0;
12719         sub = env->subprog_info;
12720         ulinfo = make_bpfptr(attr->line_info, uattr.is_kernel);
12721         expected_size = sizeof(struct bpf_line_info);
12722         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
12723         for (i = 0; i < nr_linfo; i++) {
12724                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(ulinfo, expected_size, rec_size);
12725                 if (err) {
12726                         if (err == -E2BIG) {
12727                                 verbose(env, "nonzero tailing record in line_info");
12728                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
12729                                                           offsetof(union bpf_attr, line_info_rec_size),
12730                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
12731                                         err = -EFAULT;
12732                         }
12733                         goto err_free;
12734                 }
12735
12736                 if (copy_from_bpfptr(&linfo[i], ulinfo, ncopy)) {
12737                         err = -EFAULT;
12738                         goto err_free;
12739                 }
12740
12741                 /*
12742                  * Check insn_off to ensure
12743                  * 1) strictly increasing AND
12744                  * 2) bounded by prog->len
12745                  *
12746                  * The linfo[0].insn_off == 0 check logically falls into
12747                  * the later "missing bpf_line_info for func..." case
12748                  * because the first linfo[0].insn_off must be the
12749                  * first sub also and the first sub must have
12750                  * subprog_info[0].start == 0.
12751                  */
12752                 if ((i && linfo[i].insn_off <= prev_offset) ||
12753                     linfo[i].insn_off >= prog->len) {
12754                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].insn_off:%u (prev_offset:%u prog->len:%u)\n",
12755                                 i, linfo[i].insn_off, prev_offset,
12756                                 prog->len);
12757                         err = -EINVAL;
12758                         goto err_free;
12759                 }
12760
12761                 if (!prog->insnsi[linfo[i].insn_off].code) {
12762                         verbose(env,
12763                                 "Invalid insn code at line_info[%u].insn_off\n",
12764                                 i);
12765                         err = -EINVAL;
12766                         goto err_free;
12767                 }
12768
12769                 if (!btf_name_by_offset(btf, linfo[i].line_off) ||
12770                     !btf_name_by_offset(btf, linfo[i].file_name_off)) {
12771                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].line_off or .file_name_off\n", i);
12772                         err = -EINVAL;
12773                         goto err_free;
12774                 }
12775
12776                 if (s != env->subprog_cnt) {
12777                         if (linfo[i].insn_off == sub[s].start) {
12778                                 sub[s].linfo_idx = i;
12779                                 s++;
12780                         } else if (sub[s].start < linfo[i].insn_off) {
12781                                 verbose(env, "missing bpf_line_info for func#%u\n", s);
12782                                 err = -EINVAL;
12783                                 goto err_free;
12784                         }
12785                 }
12786
12787                 prev_offset = linfo[i].insn_off;
12788                 bpfptr_add(&ulinfo, rec_size);
12789         }
12790
12791         if (s != env->subprog_cnt) {
12792                 verbose(env, "missing bpf_line_info for %u funcs starting from func#%u\n",
12793                         env->subprog_cnt - s, s);
12794                 err = -EINVAL;
12795                 goto err_free;
12796         }
12797
12798         prog->aux->linfo = linfo;
12799         prog->aux->nr_linfo = nr_linfo;
12800
12801         return 0;
12802
12803 err_free:
12804         kvfree(linfo);
12805         return err;
12806 }
12807
12808 #define MIN_CORE_RELO_SIZE      sizeof(struct bpf_core_relo)
12809 #define MAX_CORE_RELO_SIZE      MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
12810
12811 static int check_core_relo(struct bpf_verifier_env *env,
12812                            const union bpf_attr *attr,
12813                            bpfptr_t uattr)
12814 {
12815         u32 i, nr_core_relo, ncopy, expected_size, rec_size;
12816         struct bpf_core_relo core_relo = {};
12817         struct bpf_prog *prog = env->prog;
12818         const struct btf *btf = prog->aux->btf;
12819         struct bpf_core_ctx ctx = {
12820                 .log = &env->log,
12821                 .btf = btf,
12822         };
12823         bpfptr_t u_core_relo;
12824         int err;
12825
12826         nr_core_relo = attr->core_relo_cnt;
12827         if (!nr_core_relo)
12828                 return 0;
12829         if (nr_core_relo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_core_relo))
12830                 return -EINVAL;
12831
12832         rec_size = attr->core_relo_rec_size;
12833         if (rec_size < MIN_CORE_RELO_SIZE ||
12834             rec_size > MAX_CORE_RELO_SIZE ||
12835             rec_size % sizeof(u32))
12836                 return -EINVAL;
12837
12838         u_core_relo = make_bpfptr(attr->core_relos, uattr.is_kernel);
12839         expected_size = sizeof(struct bpf_core_relo);
12840         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
12841
12842         /* Unlike func_info and line_info, copy and apply each CO-RE
12843          * relocation record one at a time.
12844          */
12845         for (i = 0; i < nr_core_relo; i++) {
12846                 /* future proofing when sizeof(bpf_core_relo) changes */
12847                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(u_core_relo, expected_size, rec_size);
12848                 if (err) {
12849                         if (err == -E2BIG) {
12850                                 verbose(env, "nonzero tailing record in core_relo");
12851                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
12852                                                           offsetof(union bpf_attr, core_relo_rec_size),
12853                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
12854                                         err = -EFAULT;
12855                         }
12856                         break;
12857                 }
12858
12859                 if (copy_from_bpfptr(&core_relo, u_core_relo, ncopy)) {
12860                         err = -EFAULT;
12861                         break;
12862                 }
12863
12864                 if (core_relo.insn_off % 8 || core_relo.insn_off / 8 >= prog->len) {
12865                         verbose(env, "Invalid core_relo[%u].insn_off:%u prog->len:%u\n",
12866                                 i, core_relo.insn_off, prog->len);
12867                         err = -EINVAL;
12868                         break;
12869                 }
12870
12871                 err = bpf_core_apply(&ctx, &core_relo, i,
12872                                      &prog->insnsi[core_relo.insn_off / 8]);
12873                 if (err)
12874                         break;
12875                 bpfptr_add(&u_core_relo, rec_size);
12876         }
12877         return err;
12878 }
12879
12880 static int check_btf_info(struct bpf_verifier_env *env,
12881                           const union bpf_attr *attr,
12882                           bpfptr_t uattr)
12883 {
12884         struct btf *btf;
12885         int err;
12886
12887         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt) {
12888                 if (check_abnormal_return(env))
12889                         return -EINVAL;
12890                 return 0;
12891         }
12892
12893         btf = btf_get_by_fd(attr->prog_btf_fd);
12894         if (IS_ERR(btf))
12895                 return PTR_ERR(btf);
12896         if (btf_is_kernel(btf)) {
12897                 btf_put(btf);
12898                 return -EACCES;
12899         }
12900         env->prog->aux->btf = btf;
12901
12902         err = check_btf_func(env, attr, uattr);
12903         if (err)
12904                 return err;
12905
12906         err = check_btf_line(env, attr, uattr);
12907         if (err)
12908                 return err;
12909
12910         err = check_core_relo(env, attr, uattr);
12911         if (err)
12912                 return err;
12913
12914         return 0;
12915 }
12916
12917 /* check %cur's range satisfies %old's */
12918 static bool range_within(struct bpf_reg_state *old,
12919                          struct bpf_reg_state *cur)
12920 {
12921         return old->umin_value <= cur->umin_value &&
12922                old->umax_value >= cur->umax_value &&
12923                old->smin_value <= cur->smin_value &&
12924                old->smax_value >= cur->smax_value &&
12925                old->u32_min_value <= cur->u32_min_value &&
12926                old->u32_max_value >= cur->u32_max_value &&
12927                old->s32_min_value <= cur->s32_min_value &&
12928                old->s32_max_value >= cur->s32_max_value;
12929 }
12930
12931 /* If in the old state two registers had the same id, then they need to have
12932  * the same id in the new state as well.  But that id could be different from
12933  * the old state, so we need to track the mapping from old to new ids.
12934  * Once we have seen that, say, a reg with old id 5 had new id 9, any subsequent
12935  * regs with old id 5 must also have new id 9 for the new state to be safe.  But
12936  * regs with a different old id could still have new id 9, we don't care about
12937  * that.
12938  * So we look through our idmap to see if this old id has been seen before.  If
12939  * so, we require the new id to match; otherwise, we add the id pair to the map.
12940  */
12941 static bool check_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_id_pair *idmap)
12942 {
12943         unsigned int i;
12944
12945         for (i = 0; i < BPF_ID_MAP_SIZE; i++) {
12946                 if (!idmap[i].old) {
12947                         /* Reached an empty slot; haven't seen this id before */
12948                         idmap[i].old = old_id;
12949                         idmap[i].cur = cur_id;
12950                         return true;
12951                 }
12952                 if (idmap[i].old == old_id)
12953                         return idmap[i].cur == cur_id;
12954         }
12955         /* We ran out of idmap slots, which should be impossible */
12956         WARN_ON_ONCE(1);
12957         return false;
12958 }
12959
12960 static void clean_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
12961                              struct bpf_func_state *st)
12962 {
12963         enum bpf_reg_liveness live;
12964         int i, j;
12965
12966         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
12967                 live = st->regs[i].live;
12968                 /* liveness must not touch this register anymore */
12969                 st->regs[i].live |= REG_LIVE_DONE;
12970                 if (!(live & REG_LIVE_READ))
12971                         /* since the register is unused, clear its state
12972                          * to make further comparison simpler
12973                          */
12974                         __mark_reg_not_init(env, &st->regs[i]);
12975         }
12976
12977         for (i = 0; i < st->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
12978                 live = st->stack[i].spilled_ptr.live;
12979                 /* liveness must not touch this stack slot anymore */
12980                 st->stack[i].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_DONE;
12981                 if (!(live & REG_LIVE_READ)) {
12982                         __mark_reg_not_init(env, &st->stack[i].spilled_ptr);
12983                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
12984                                 st->stack[i].slot_type[j] = STACK_INVALID;
12985                 }
12986         }
12987 }
12988
12989 static void clean_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
12990                                  struct bpf_verifier_state *st)
12991 {
12992         int i;
12993
12994         if (st->frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE)
12995                 /* all regs in this state in all frames were already marked */
12996                 return;
12997
12998         for (i = 0; i <= st->curframe; i++)
12999                 clean_func_state(env, st->frame[i]);
13000 }
13001
13002 /* the parentage chains form a tree.
13003  * the verifier states are added to state lists at given insn and
13004  * pushed into state stack for future exploration.
13005  * when the verifier reaches bpf_exit insn some of the verifer states
13006  * stored in the state lists have their final liveness state already,
13007  * but a lot of states will get revised from liveness point of view when
13008  * the verifier explores other branches.
13009  * Example:
13010  * 1: r0 = 1
13011  * 2: if r1 == 100 goto pc+1
13012  * 3: r0 = 2
13013  * 4: exit
13014  * when the verifier reaches exit insn the register r0 in the state list of
13015  * insn 2 will be seen as !REG_LIVE_READ. Then the verifier pops the other_branch
13016  * of insn 2 and goes exploring further. At the insn 4 it will walk the
13017  * parentage chain from insn 4 into insn 2 and will mark r0 as REG_LIVE_READ.
13018  *
13019  * Since the verifier pushes the branch states as it sees them while exploring
13020  * the program the condition of walking the branch instruction for the second
13021  * time means that all states below this branch were already explored and
13022  * their final liveness marks are already propagated.
13023  * Hence when the verifier completes the search of state list in is_state_visited()
13024  * we can call this clean_live_states() function to mark all liveness states
13025  * as REG_LIVE_DONE to indicate that 'parent' pointers of 'struct bpf_reg_state'
13026  * will not be used.
13027  * This function also clears the registers and stack for states that !READ
13028  * to simplify state merging.
13029  *
13030  * Important note here that walking the same branch instruction in the callee
13031  * doesn't meant that the states are DONE. The verifier has to compare
13032  * the callsites
13033  */
13034 static void clean_live_states(struct bpf_verifier_env *env, int insn,
13035                               struct bpf_verifier_state *cur)
13036 {
13037         struct bpf_verifier_state_list *sl;
13038         int i;
13039
13040         sl = *explored_state(env, insn);
13041         while (sl) {
13042                 if (sl->state.branches)
13043                         goto next;
13044                 if (sl->state.insn_idx != insn ||
13045                     sl->state.curframe != cur->curframe)
13046                         goto next;
13047                 for (i = 0; i <= cur->curframe; i++)
13048                         if (sl->state.frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
13049                                 goto next;
13050                 clean_verifier_state(env, &sl->state);
13051 next:
13052                 sl = sl->next;
13053         }
13054 }
13055
13056 /* Returns true if (rold safe implies rcur safe) */
13057 static bool regsafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *rold,
13058                     struct bpf_reg_state *rcur, struct bpf_id_pair *idmap)
13059 {
13060         bool equal;
13061
13062         if (!(rold->live & REG_LIVE_READ))
13063                 /* explored state didn't use this */
13064                 return true;
13065
13066         equal = memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, parent)) == 0;
13067
13068         if (rold->type == NOT_INIT)
13069                 /* explored state can't have used this */
13070                 return true;
13071         if (rcur->type == NOT_INIT)
13072                 return false;
13073         switch (base_type(rold->type)) {
13074         case SCALAR_VALUE:
13075                 if (equal)
13076                         return true;
13077                 if (env->explore_alu_limits)
13078                         return false;
13079                 if (rcur->type == SCALAR_VALUE) {
13080                         if (!rold->precise)
13081                                 return true;
13082                         /* new val must satisfy old val knowledge */
13083                         return range_within(rold, rcur) &&
13084                                tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
13085                 } else {
13086                         /* We're trying to use a pointer in place of a scalar.
13087                          * Even if the scalar was unbounded, this could lead to
13088                          * pointer leaks because scalars are allowed to leak
13089                          * while pointers are not. We could make this safe in
13090                          * special cases if root is calling us, but it's
13091                          * probably not worth the hassle.
13092                          */
13093                         return false;
13094                 }
13095         case PTR_TO_MAP_KEY:
13096         case PTR_TO_MAP_VALUE:
13097                 /* a PTR_TO_MAP_VALUE could be safe to use as a
13098                  * PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL into the same map.
13099                  * However, if the old PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL then got NULL-
13100                  * checked, doing so could have affected others with the same
13101                  * id, and we can't check for that because we lost the id when
13102                  * we converted to a PTR_TO_MAP_VALUE.
13103                  */
13104                 if (type_may_be_null(rold->type)) {
13105                         if (!type_may_be_null(rcur->type))
13106                                 return false;
13107                         if (memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)))
13108                                 return false;
13109                         /* Check our ids match any regs they're supposed to */
13110                         return check_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
13111                 }
13112
13113                 /* If the new min/max/var_off satisfy the old ones and
13114                  * everything else matches, we are OK.
13115                  * 'id' is not compared, since it's only used for maps with
13116                  * bpf_spin_lock inside map element and in such cases if
13117                  * the rest of the prog is valid for one map element then
13118                  * it's valid for all map elements regardless of the key
13119                  * used in bpf_map_lookup()
13120                  */
13121                 return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
13122                        range_within(rold, rcur) &&
13123                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off) &&
13124                        check_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
13125         case PTR_TO_PACKET_META:
13126         case PTR_TO_PACKET:
13127                 if (rcur->type != rold->type)
13128                         return false;
13129                 /* We must have at least as much range as the old ptr
13130                  * did, so that any accesses which were safe before are
13131                  * still safe.  This is true even if old range < old off,
13132                  * since someone could have accessed through (ptr - k), or
13133                  * even done ptr -= k in a register, to get a safe access.
13134                  */
13135                 if (rold->range > rcur->range)
13136                         return false;
13137                 /* If the offsets don't match, we can't trust our alignment;
13138                  * nor can we be sure that we won't fall out of range.
13139                  */
13140                 if (rold->off != rcur->off)
13141                         return false;
13142                 /* id relations must be preserved */
13143                 if (rold->id && !check_ids(rold->id, rcur->id, idmap))
13144                         return false;
13145                 /* new val must satisfy old val knowledge */
13146                 return range_within(rold, rcur) &&
13147                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
13148         case PTR_TO_STACK:
13149                 /* two stack pointers are equal only if they're pointing to
13150                  * the same stack frame, since fp-8 in foo != fp-8 in bar
13151                  */
13152                 return equal && rold->frameno == rcur->frameno;
13153         default:
13154                 /* Only valid matches are exact, which memcmp() */
13155                 return equal;
13156         }
13157
13158         /* Shouldn't get here; if we do, say it's not safe */
13159         WARN_ON_ONCE(1);
13160         return false;
13161 }
13162
13163 static bool stacksafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
13164                       struct bpf_func_state *cur, struct bpf_id_pair *idmap)
13165 {
13166         int i, spi;
13167
13168         /* walk slots of the explored stack and ignore any additional
13169          * slots in the current stack, since explored(safe) state
13170          * didn't use them
13171          */
13172         for (i = 0; i < old->allocated_stack; i++) {
13173                 spi = i / BPF_REG_SIZE;
13174
13175                 if (!(old->stack[spi].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ)) {
13176                         i += BPF_REG_SIZE - 1;
13177                         /* explored state didn't use this */
13178                         continue;
13179                 }
13180
13181                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_INVALID)
13182                         continue;
13183
13184                 /* explored stack has more populated slots than current stack
13185                  * and these slots were used
13186                  */
13187                 if (i >= cur->allocated_stack)
13188                         return false;
13189
13190                 /* if old state was safe with misc data in the stack
13191                  * it will be safe with zero-initialized stack.
13192                  * The opposite is not true
13193                  */
13194                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC &&
13195                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO)
13196                         continue;
13197                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
13198                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
13199                         /* Ex: old explored (safe) state has STACK_SPILL in
13200                          * this stack slot, but current has STACK_MISC ->
13201                          * this verifier states are not equivalent,
13202                          * return false to continue verification of this path
13203                          */
13204                         return false;
13205                 if (i % BPF_REG_SIZE != BPF_REG_SIZE - 1)
13206                         continue;
13207                 if (!is_spilled_reg(&old->stack[spi]))
13208                         continue;
13209                 if (!regsafe(env, &old->stack[spi].spilled_ptr,
13210                              &cur->stack[spi].spilled_ptr, idmap))
13211                         /* when explored and current stack slot are both storing
13212                          * spilled registers, check that stored pointers types
13213                          * are the same as well.
13214                          * Ex: explored safe path could have stored
13215                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -8}
13216                          * but current path has stored:
13217                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -16}
13218                          * such verifier states are not equivalent.
13219                          * return false to continue verification of this path
13220                          */
13221                         return false;
13222         }
13223         return true;
13224 }
13225
13226 static bool refsafe(struct bpf_func_state *old, struct bpf_func_state *cur)
13227 {
13228         if (old->acquired_refs != cur->acquired_refs)
13229                 return false;
13230         return !memcmp(old->refs, cur->refs,
13231                        sizeof(*old->refs) * old->acquired_refs);
13232 }
13233
13234 /* compare two verifier states
13235  *
13236  * all states stored in state_list are known to be valid, since
13237  * verifier reached 'bpf_exit' instruction through them
13238  *
13239  * this function is called when verifier exploring different branches of
13240  * execution popped from the state stack. If it sees an old state that has
13241  * more strict register state and more strict stack state then this execution
13242  * branch doesn't need to be explored further, since verifier already
13243  * concluded that more strict state leads to valid finish.
13244  *
13245  * Therefore two states are equivalent if register state is more conservative
13246  * and explored stack state is more conservative than the current one.
13247  * Example:
13248  *       explored                   current
13249  * (slot1=INV slot2=MISC) == (slot1=MISC slot2=MISC)
13250  * (slot1=MISC slot2=MISC) != (slot1=INV slot2=MISC)
13251  *
13252  * In other words if current stack state (one being explored) has more
13253  * valid slots than old one that already passed validation, it means
13254  * the verifier can stop exploring and conclude that current state is valid too
13255  *
13256  * Similarly with registers. If explored state has register type as invalid
13257  * whereas register type in current state is meaningful, it means that
13258  * the current state will reach 'bpf_exit' instruction safely
13259  */
13260 static bool func_states_equal(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
13261                               struct bpf_func_state *cur)
13262 {
13263         int i;
13264
13265         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
13266                 if (!regsafe(env, &old->regs[i], &cur->regs[i],
13267                              env->idmap_scratch))
13268                         return false;
13269
13270         if (!stacksafe(env, old, cur, env->idmap_scratch))
13271                 return false;
13272
13273         if (!refsafe(old, cur))
13274                 return false;
13275
13276         return true;
13277 }
13278
13279 static bool states_equal(struct bpf_verifier_env *env,
13280                          struct bpf_verifier_state *old,
13281                          struct bpf_verifier_state *cur)
13282 {
13283         int i;
13284
13285         if (old->curframe != cur->curframe)
13286                 return false;
13287
13288         memset(env->idmap_scratch, 0, sizeof(env->idmap_scratch));
13289
13290         /* Verification state from speculative execution simulation
13291          * must never prune a non-speculative execution one.
13292          */
13293         if (old->speculative && !cur->speculative)
13294                 return false;
13295
13296         if (old->active_lock.ptr != cur->active_lock.ptr)
13297                 return false;
13298
13299         /* Old and cur active_lock's have to be either both present
13300          * or both absent.
13301          */
13302         if (!!old->active_lock.id != !!cur->active_lock.id)
13303                 return false;
13304
13305         if (old->active_lock.id &&
13306             !check_ids(old->active_lock.id, cur->active_lock.id, env->idmap_scratch))
13307                 return false;
13308
13309         if (old->active_rcu_lock != cur->active_rcu_lock)
13310                 return false;
13311
13312         /* for states to be equal callsites have to be the same
13313          * and all frame states need to be equivalent
13314          */
13315         for (i = 0; i <= old->curframe; i++) {
13316                 if (old->frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
13317                         return false;
13318                 if (!func_states_equal(env, old->frame[i], cur->frame[i]))
13319                         return false;
13320         }
13321         return true;
13322 }
13323
13324 /* Return 0 if no propagation happened. Return negative error code if error
13325  * happened. Otherwise, return the propagated bit.
13326  */
13327 static int propagate_liveness_reg(struct bpf_verifier_env *env,
13328                                   struct bpf_reg_state *reg,
13329                                   struct bpf_reg_state *parent_reg)
13330 {
13331         u8 parent_flag = parent_reg->live & REG_LIVE_READ;
13332         u8 flag = reg->live & REG_LIVE_READ;
13333         int err;
13334
13335         /* When comes here, read flags of PARENT_REG or REG could be any of
13336          * REG_LIVE_READ64, REG_LIVE_READ32, REG_LIVE_NONE. There is no need
13337          * of propagation if PARENT_REG has strongest REG_LIVE_READ64.
13338          */
13339         if (parent_flag == REG_LIVE_READ64 ||
13340             /* Or if there is no read flag from REG. */
13341             !flag ||
13342             /* Or if the read flag from REG is the same as PARENT_REG. */
13343             parent_flag == flag)
13344                 return 0;
13345
13346         err = mark_reg_read(env, reg, parent_reg, flag);
13347         if (err)
13348                 return err;
13349
13350         return flag;
13351 }
13352
13353 /* A write screens off any subsequent reads; but write marks come from the
13354  * straight-line code between a state and its parent.  When we arrive at an
13355  * equivalent state (jump target or such) we didn't arrive by the straight-line
13356  * code, so read marks in the state must propagate to the parent regardless
13357  * of the state's write marks. That's what 'parent == state->parent' comparison
13358  * in mark_reg_read() is for.
13359  */
13360 static int propagate_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
13361                               const struct bpf_verifier_state *vstate,
13362                               struct bpf_verifier_state *vparent)
13363 {
13364         struct bpf_reg_state *state_reg, *parent_reg;
13365         struct bpf_func_state *state, *parent;
13366         int i, frame, err = 0;
13367
13368         if (vparent->curframe != vstate->curframe) {
13369                 WARN(1, "propagate_live: parent frame %d current frame %d\n",
13370                      vparent->curframe, vstate->curframe);
13371                 return -EFAULT;
13372         }
13373         /* Propagate read liveness of registers... */
13374         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_FP + 1 != MAX_BPF_REG);
13375         for (frame = 0; frame <= vstate->curframe; frame++) {
13376                 parent = vparent->frame[frame];
13377                 state = vstate->frame[frame];
13378                 parent_reg = parent->regs;
13379                 state_reg = state->regs;
13380                 /* We don't need to worry about FP liveness, it's read-only */
13381                 for (i = frame < vstate->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
13382                         err = propagate_liveness_reg(env, &state_reg[i],
13383                                                      &parent_reg[i]);
13384                         if (err < 0)
13385                                 return err;
13386                         if (err == REG_LIVE_READ64)
13387                                 mark_insn_zext(env, &parent_reg[i]);
13388                 }
13389
13390                 /* Propagate stack slots. */
13391                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE &&
13392                             i < parent->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
13393                         parent_reg = &parent->stack[i].spilled_ptr;
13394                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
13395                         err = propagate_liveness_reg(env, state_reg,
13396                                                      parent_reg);
13397                         if (err < 0)
13398                                 return err;
13399                 }
13400         }
13401         return 0;
13402 }
13403
13404 /* find precise scalars in the previous equivalent state and
13405  * propagate them into the current state
13406  */
13407 static int propagate_precision(struct bpf_verifier_env *env,
13408                                const struct bpf_verifier_state *old)
13409 {
13410         struct bpf_reg_state *state_reg;
13411         struct bpf_func_state *state;
13412         int i, err = 0, fr;
13413
13414         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
13415                 state = old->frame[fr];
13416                 state_reg = state->regs;
13417                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++, state_reg++) {
13418                         if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
13419                             !state_reg->precise)
13420                                 continue;
13421                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
13422                                 verbose(env, "frame %d: propagating r%d\n", i, fr);
13423                         err = mark_chain_precision_frame(env, fr, i);
13424                         if (err < 0)
13425                                 return err;
13426                 }
13427
13428                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
13429                         if (!is_spilled_reg(&state->stack[i]))
13430                                 continue;
13431                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
13432                         if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
13433                             !state_reg->precise)
13434                                 continue;
13435                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
13436                                 verbose(env, "frame %d: propagating fp%d\n",
13437                                         (-i - 1) * BPF_REG_SIZE, fr);
13438                         err = mark_chain_precision_stack_frame(env, fr, i);
13439                         if (err < 0)
13440                                 return err;
13441                 }
13442         }
13443         return 0;
13444 }
13445
13446 static bool states_maybe_looping(struct bpf_verifier_state *old,
13447                                  struct bpf_verifier_state *cur)
13448 {
13449         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
13450         int i, fr = cur->curframe;
13451
13452         if (old->curframe != fr)
13453                 return false;
13454
13455         fold = old->frame[fr];
13456         fcur = cur->frame[fr];
13457         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
13458                 if (memcmp(&fold->regs[i], &fcur->regs[i],
13459                            offsetof(struct bpf_reg_state, parent)))
13460                         return false;
13461         return true;
13462 }
13463
13464
13465 static int is_state_visited(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
13466 {
13467         struct bpf_verifier_state_list *new_sl;
13468         struct bpf_verifier_state_list *sl, **pprev;
13469         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state, *new;
13470         int i, j, err, states_cnt = 0;
13471         bool add_new_state = env->test_state_freq ? true : false;
13472
13473         /* bpf progs typically have pruning point every 4 instructions
13474          * http://vger.kernel.org/bpfconf2019.html#session-1
13475          * Do not add new state for future pruning if the verifier hasn't seen
13476          * at least 2 jumps and at least 8 instructions.
13477          * This heuristics helps decrease 'total_states' and 'peak_states' metric.
13478          * In tests that amounts to up to 50% reduction into total verifier
13479          * memory consumption and 20% verifier time speedup.
13480          */
13481         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed >= 2 &&
13482             env->insn_processed - env->prev_insn_processed >= 8)
13483                 add_new_state = true;
13484
13485         pprev = explored_state(env, insn_idx);
13486         sl = *pprev;
13487
13488         clean_live_states(env, insn_idx, cur);
13489
13490         while (sl) {
13491                 states_cnt++;
13492                 if (sl->state.insn_idx != insn_idx)
13493                         goto next;
13494
13495                 if (sl->state.branches) {
13496                         struct bpf_func_state *frame = sl->state.frame[sl->state.curframe];
13497
13498                         if (frame->in_async_callback_fn &&
13499                             frame->async_entry_cnt != cur->frame[cur->curframe]->async_entry_cnt) {
13500                                 /* Different async_entry_cnt means that the verifier is
13501                                  * processing another entry into async callback.
13502                                  * Seeing the same state is not an indication of infinite
13503                                  * loop or infinite recursion.
13504                                  * But finding the same state doesn't mean that it's safe
13505                                  * to stop processing the current state. The previous state
13506                                  * hasn't yet reached bpf_exit, since state.branches > 0.
13507                                  * Checking in_async_callback_fn alone is not enough either.
13508                                  * Since the verifier still needs to catch infinite loops
13509                                  * inside async callbacks.
13510                                  */
13511                         } else if (states_maybe_looping(&sl->state, cur) &&
13512                                    states_equal(env, &sl->state, cur)) {
13513                                 verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
13514                                 verbose(env, "infinite loop detected at insn %d\n", insn_idx);
13515                                 return -EINVAL;
13516                         }
13517                         /* if the verifier is processing a loop, avoid adding new state
13518                          * too often, since different loop iterations have distinct
13519                          * states and may not help future pruning.
13520                          * This threshold shouldn't be too low to make sure that
13521                          * a loop with large bound will be rejected quickly.
13522                          * The most abusive loop will be:
13523                          * r1 += 1
13524                          * if r1 < 1000000 goto pc-2
13525                          * 1M insn_procssed limit / 100 == 10k peak states.
13526                          * This threshold shouldn't be too high either, since states
13527                          * at the end of the loop are likely to be useful in pruning.
13528                          */
13529                         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed < 20 &&
13530                             env->insn_processed - env->prev_insn_processed < 100)
13531                                 add_new_state = false;
13532                         goto miss;
13533                 }
13534                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
13535                         sl->hit_cnt++;
13536                         /* reached equivalent register/stack state,
13537                          * prune the search.
13538                          * Registers read by the continuation are read by us.
13539                          * If we have any write marks in env->cur_state, they
13540                          * will prevent corresponding reads in the continuation
13541                          * from reaching our parent (an explored_state).  Our
13542                          * own state will get the read marks recorded, but
13543                          * they'll be immediately forgotten as we're pruning
13544                          * this state and will pop a new one.
13545                          */
13546                         err = propagate_liveness(env, &sl->state, cur);
13547
13548                         /* if previous state reached the exit with precision and
13549                          * current state is equivalent to it (except precsion marks)
13550                          * the precision needs to be propagated back in
13551                          * the current state.
13552                          */
13553                         err = err ? : push_jmp_history(env, cur);
13554                         err = err ? : propagate_precision(env, &sl->state);
13555                         if (err)
13556                                 return err;
13557                         return 1;
13558                 }
13559 miss:
13560                 /* when new state is not going to be added do not increase miss count.
13561                  * Otherwise several loop iterations will remove the state
13562                  * recorded earlier. The goal of these heuristics is to have
13563                  * states from some iterations of the loop (some in the beginning
13564                  * and some at the end) to help pruning.
13565                  */
13566                 if (add_new_state)
13567                         sl->miss_cnt++;
13568                 /* heuristic to determine whether this state is beneficial
13569                  * to keep checking from state equivalence point of view.
13570                  * Higher numbers increase max_states_per_insn and verification time,
13571                  * but do not meaningfully decrease insn_processed.
13572                  */
13573                 if (sl->miss_cnt > sl->hit_cnt * 3 + 3) {
13574                         /* the state is unlikely to be useful. Remove it to
13575                          * speed up verification
13576                          */
13577                         *pprev = sl->next;
13578                         if (sl->state.frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE) {
13579                                 u32 br = sl->state.branches;
13580
13581                                 WARN_ONCE(br,
13582                                           "BUG live_done but branches_to_explore %d\n",
13583                                           br);
13584                                 free_verifier_state(&sl->state, false);
13585                                 kfree(sl);
13586                                 env->peak_states--;
13587                         } else {
13588                                 /* cannot free this state, since parentage chain may
13589                                  * walk it later. Add it for free_list instead to
13590                                  * be freed at the end of verification
13591                                  */
13592                                 sl->next = env->free_list;
13593                                 env->free_list = sl;
13594                         }
13595                         sl = *pprev;
13596                         continue;
13597                 }
13598 next:
13599                 pprev = &sl->next;
13600                 sl = *pprev;
13601         }
13602
13603         if (env->max_states_per_insn < states_cnt)
13604                 env->max_states_per_insn = states_cnt;
13605
13606         if (!env->bpf_capable && states_cnt > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES)
13607                 return 0;
13608
13609         if (!add_new_state)
13610                 return 0;
13611
13612         /* There were no equivalent states, remember the current one.
13613          * Technically the current state is not proven to be safe yet,
13614          * but it will either reach outer most bpf_exit (which means it's safe)
13615          * or it will be rejected. When there are no loops the verifier won't be
13616          * seeing this tuple (frame[0].callsite, frame[1].callsite, .. insn_idx)
13617          * again on the way to bpf_exit.
13618          * When looping the sl->state.branches will be > 0 and this state
13619          * will not be considered for equivalence until branches == 0.
13620          */
13621         new_sl = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state_list), GFP_KERNEL);
13622         if (!new_sl)
13623                 return -ENOMEM;
13624         env->total_states++;
13625         env->peak_states++;
13626         env->prev_jmps_processed = env->jmps_processed;
13627         env->prev_insn_processed = env->insn_processed;
13628
13629         /* forget precise markings we inherited, see __mark_chain_precision */
13630         if (env->bpf_capable)
13631                 mark_all_scalars_imprecise(env, cur);
13632
13633         /* add new state to the head of linked list */
13634         new = &new_sl->state;
13635         err = copy_verifier_state(new, cur);
13636         if (err) {
13637                 free_verifier_state(new, false);
13638                 kfree(new_sl);
13639                 return err;
13640         }
13641         new->insn_idx = insn_idx;
13642         WARN_ONCE(new->branches != 1,
13643                   "BUG is_state_visited:branches_to_explore=%d insn %d\n", new->branches, insn_idx);
13644
13645         cur->parent = new;
13646         cur->first_insn_idx = insn_idx;
13647         clear_jmp_history(cur);
13648         new_sl->next = *explored_state(env, insn_idx);
13649         *explored_state(env, insn_idx) = new_sl;
13650         /* connect new state to parentage chain. Current frame needs all
13651          * registers connected. Only r6 - r9 of the callers are alive (pushed
13652          * to the stack implicitly by JITs) so in callers' frames connect just
13653          * r6 - r9 as an optimization. Callers will have r1 - r5 connected to
13654          * the state of the call instruction (with WRITTEN set), and r0 comes
13655          * from callee with its full parentage chain, anyway.
13656          */
13657         /* clear write marks in current state: the writes we did are not writes
13658          * our child did, so they don't screen off its reads from us.
13659          * (There are no read marks in current state, because reads always mark
13660          * their parent and current state never has children yet.  Only
13661          * explored_states can get read marks.)
13662          */
13663         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
13664                 for (i = j < cur->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++)
13665                         cur->frame[j]->regs[i].parent = &new->frame[j]->regs[i];
13666                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++)
13667                         cur->frame[j]->regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
13668         }
13669
13670         /* all stack frames are accessible from callee, clear them all */
13671         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
13672                 struct bpf_func_state *frame = cur->frame[j];
13673                 struct bpf_func_state *newframe = new->frame[j];
13674
13675                 for (i = 0; i < frame->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
13676                         frame->stack[i].spilled_ptr.live = REG_LIVE_NONE;
13677                         frame->stack[i].spilled_ptr.parent =
13678                                                 &newframe->stack[i].spilled_ptr;
13679                 }
13680         }
13681         return 0;
13682 }
13683
13684 /* Return true if it's OK to have the same insn return a different type. */
13685 static bool reg_type_mismatch_ok(enum bpf_reg_type type)
13686 {
13687         switch (base_type(type)) {
13688         case PTR_TO_CTX:
13689         case PTR_TO_SOCKET:
13690         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
13691         case PTR_TO_TCP_SOCK:
13692         case PTR_TO_XDP_SOCK:
13693         case PTR_TO_BTF_ID:
13694                 return false;
13695         default:
13696                 return true;
13697         }
13698 }
13699
13700 /* If an instruction was previously used with particular pointer types, then we
13701  * need to be careful to avoid cases such as the below, where it may be ok
13702  * for one branch accessing the pointer, but not ok for the other branch:
13703  *
13704  * R1 = sock_ptr
13705  * goto X;
13706  * ...
13707  * R1 = some_other_valid_ptr;
13708  * goto X;
13709  * ...
13710  * R2 = *(u32 *)(R1 + 0);
13711  */
13712 static bool reg_type_mismatch(enum bpf_reg_type src, enum bpf_reg_type prev)
13713 {
13714         return src != prev && (!reg_type_mismatch_ok(src) ||
13715                                !reg_type_mismatch_ok(prev));
13716 }
13717
13718 static int do_check(struct bpf_verifier_env *env)
13719 {
13720         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
13721         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
13722         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
13723         struct bpf_reg_state *regs;
13724         int insn_cnt = env->prog->len;
13725         bool do_print_state = false;
13726         int prev_insn_idx = -1;
13727
13728         for (;;) {
13729                 struct bpf_insn *insn;
13730                 u8 class;
13731                 int err;
13732
13733                 env->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
13734                 if (env->insn_idx >= insn_cnt) {
13735                         verbose(env, "invalid insn idx %d insn_cnt %d\n",
13736                                 env->insn_idx, insn_cnt);
13737                         return -EFAULT;
13738                 }
13739
13740                 insn = &insns[env->insn_idx];
13741                 class = BPF_CLASS(insn->code);
13742
13743                 if (++env->insn_processed > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS) {
13744                         verbose(env,
13745                                 "BPF program is too large. Processed %d insn\n",
13746                                 env->insn_processed);
13747                         return -E2BIG;
13748                 }
13749
13750                 state->last_insn_idx = env->prev_insn_idx;
13751
13752                 if (is_prune_point(env, env->insn_idx)) {
13753                         err = is_state_visited(env, env->insn_idx);
13754                         if (err < 0)
13755                                 return err;
13756                         if (err == 1) {
13757                                 /* found equivalent state, can prune the search */
13758                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
13759                                         if (do_print_state)
13760                                                 verbose(env, "\nfrom %d to %d%s: safe\n",
13761                                                         env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
13762                                                         env->cur_state->speculative ?
13763                                                         " (speculative execution)" : "");
13764                                         else
13765                                                 verbose(env, "%d: safe\n", env->insn_idx);
13766                                 }
13767                                 goto process_bpf_exit;
13768                         }
13769                 }
13770
13771                 if (is_jmp_point(env, env->insn_idx)) {
13772                         err = push_jmp_history(env, state);
13773                         if (err)
13774                                 return err;
13775                 }
13776
13777                 if (signal_pending(current))
13778                         return -EAGAIN;
13779
13780                 if (need_resched())
13781                         cond_resched();
13782
13783                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2 && do_print_state) {
13784                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s:",
13785                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
13786                                 env->cur_state->speculative ?
13787                                 " (speculative execution)" : "");
13788                         print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe], true);
13789                         do_print_state = false;
13790                 }
13791
13792                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
13793                         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
13794                                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
13795                                 .cb_print       = verbose,
13796                                 .private_data   = env,
13797                         };
13798
13799                         if (verifier_state_scratched(env))
13800                                 print_insn_state(env, state->frame[state->curframe]);
13801
13802                         verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
13803                         env->prev_log_len = env->log.len_used;
13804                         verbose(env, "%d: ", env->insn_idx);
13805                         print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
13806                         env->prev_insn_print_len = env->log.len_used - env->prev_log_len;
13807                         env->prev_log_len = env->log.len_used;
13808                 }
13809
13810                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
13811                         err = bpf_prog_offload_verify_insn(env, env->insn_idx,
13812                                                            env->prev_insn_idx);
13813                         if (err)
13814                                 return err;
13815                 }
13816
13817                 regs = cur_regs(env);
13818                 sanitize_mark_insn_seen(env);
13819                 prev_insn_idx = env->insn_idx;
13820
13821                 if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
13822                         err = check_alu_op(env, insn);
13823                         if (err)
13824                                 return err;
13825
13826                 } else if (class == BPF_LDX) {
13827                         enum bpf_reg_type *prev_src_type, src_reg_type;
13828
13829                         /* check for reserved fields is already done */
13830
13831                         /* check src operand */
13832                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
13833                         if (err)
13834                                 return err;
13835
13836                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
13837                         if (err)
13838                                 return err;
13839
13840                         src_reg_type = regs[insn->src_reg].type;
13841
13842                         /* check that memory (src_reg + off) is readable,
13843                          * the state of dst_reg will be updated by this func
13844                          */
13845                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->src_reg,
13846                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
13847                                                BPF_READ, insn->dst_reg, false);
13848                         if (err)
13849                                 return err;
13850
13851                         prev_src_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
13852
13853                         if (*prev_src_type == NOT_INIT) {
13854                                 /* saw a valid insn
13855                                  * dst_reg = *(u32 *)(src_reg + off)
13856                                  * save type to validate intersecting paths
13857                                  */
13858                                 *prev_src_type = src_reg_type;
13859
13860                         } else if (reg_type_mismatch(src_reg_type, *prev_src_type)) {
13861                                 /* ABuser program is trying to use the same insn
13862                                  * dst_reg = *(u32*) (src_reg + off)
13863                                  * with different pointer types:
13864                                  * src_reg == ctx in one branch and
13865                                  * src_reg == stack|map in some other branch.
13866                                  * Reject it.
13867                                  */
13868                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
13869                                 return -EINVAL;
13870                         }
13871
13872                 } else if (class == BPF_STX) {
13873                         enum bpf_reg_type *prev_dst_type, dst_reg_type;
13874
13875                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC) {
13876                                 err = check_atomic(env, env->insn_idx, insn);
13877                                 if (err)
13878                                         return err;
13879                                 env->insn_idx++;
13880                                 continue;
13881                         }
13882
13883                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0) {
13884                                 verbose(env, "BPF_STX uses reserved fields\n");
13885                                 return -EINVAL;
13886                         }
13887
13888                         /* check src1 operand */
13889                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
13890                         if (err)
13891                                 return err;
13892                         /* check src2 operand */
13893                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
13894                         if (err)
13895                                 return err;
13896
13897                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
13898
13899                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
13900                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
13901                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
13902                                                BPF_WRITE, insn->src_reg, false);
13903                         if (err)
13904                                 return err;
13905
13906                         prev_dst_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
13907
13908                         if (*prev_dst_type == NOT_INIT) {
13909                                 *prev_dst_type = dst_reg_type;
13910                         } else if (reg_type_mismatch(dst_reg_type, *prev_dst_type)) {
13911                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
13912                                 return -EINVAL;
13913                         }
13914
13915                 } else if (class == BPF_ST) {
13916                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM ||
13917                             insn->src_reg != BPF_REG_0) {
13918                                 verbose(env, "BPF_ST uses reserved fields\n");
13919                                 return -EINVAL;
13920                         }
13921                         /* check src operand */
13922                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
13923                         if (err)
13924                                 return err;
13925
13926                         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg)) {
13927                                 verbose(env, "BPF_ST stores into R%d %s is not allowed\n",
13928                                         insn->dst_reg,
13929                                         reg_type_str(env, reg_state(env, insn->dst_reg)->type));
13930                                 return -EACCES;
13931                         }
13932
13933                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
13934                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
13935                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
13936                                                BPF_WRITE, -1, false);
13937                         if (err)
13938                                 return err;
13939
13940                 } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
13941                         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
13942
13943                         env->jmps_processed++;
13944                         if (opcode == BPF_CALL) {
13945                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
13946                                     (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL
13947                                      && insn->off != 0) ||
13948                                     (insn->src_reg != BPF_REG_0 &&
13949                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL &&
13950                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) ||
13951                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
13952                                     class == BPF_JMP32) {
13953                                         verbose(env, "BPF_CALL uses reserved fields\n");
13954                                         return -EINVAL;
13955                                 }
13956
13957                                 if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
13958                                         if ((insn->src_reg == BPF_REG_0 && insn->imm != BPF_FUNC_spin_unlock) ||
13959                                             (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL) ||
13960                                             (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL &&
13961                                              (insn->off != 0 || !is_bpf_list_api_kfunc(insn->imm)))) {
13962                                                 verbose(env, "function calls are not allowed while holding a lock\n");
13963                                                 return -EINVAL;
13964                                         }
13965                                 }
13966                                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
13967                                         err = check_func_call(env, insn, &env->insn_idx);
13968                                 else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
13969                                         err = check_kfunc_call(env, insn, &env->insn_idx);
13970                                 else
13971                                         err = check_helper_call(env, insn, &env->insn_idx);
13972                                 if (err)
13973                                         return err;
13974                         } else if (opcode == BPF_JA) {
13975                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
13976                                     insn->imm != 0 ||
13977                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
13978                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
13979                                     class == BPF_JMP32) {
13980                                         verbose(env, "BPF_JA uses reserved fields\n");
13981                                         return -EINVAL;
13982                                 }
13983
13984                                 env->insn_idx += insn->off + 1;
13985                                 continue;
13986
13987                         } else if (opcode == BPF_EXIT) {
13988                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
13989                                     insn->imm != 0 ||
13990                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
13991                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
13992                                     class == BPF_JMP32) {
13993                                         verbose(env, "BPF_EXIT uses reserved fields\n");
13994                                         return -EINVAL;
13995                                 }
13996
13997                                 if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
13998                                         verbose(env, "bpf_spin_unlock is missing\n");
13999                                         return -EINVAL;
14000                                 }
14001
14002                                 if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
14003                                         verbose(env, "bpf_rcu_read_unlock is missing\n");
14004                                         return -EINVAL;
14005                                 }
14006
14007                                 /* We must do check_reference_leak here before
14008                                  * prepare_func_exit to handle the case when
14009                                  * state->curframe > 0, it may be a callback
14010                                  * function, for which reference_state must
14011                                  * match caller reference state when it exits.
14012                                  */
14013                                 err = check_reference_leak(env);
14014                                 if (err)
14015                                         return err;
14016
14017                                 if (state->curframe) {
14018                                         /* exit from nested function */
14019                                         err = prepare_func_exit(env, &env->insn_idx);
14020                                         if (err)
14021                                                 return err;
14022                                         do_print_state = true;
14023                                         continue;
14024                                 }
14025
14026                                 err = check_return_code(env);
14027                                 if (err)
14028                                         return err;
14029 process_bpf_exit:
14030                                 mark_verifier_state_scratched(env);
14031                                 update_branch_counts(env, env->cur_state);
14032                                 err = pop_stack(env, &prev_insn_idx,
14033                                                 &env->insn_idx, pop_log);
14034                                 if (err < 0) {
14035                                         if (err != -ENOENT)
14036                                                 return err;
14037                                         break;
14038                                 } else {
14039                                         do_print_state = true;
14040                                         continue;
14041                                 }
14042                         } else {
14043                                 err = check_cond_jmp_op(env, insn, &env->insn_idx);
14044                                 if (err)
14045                                         return err;
14046                         }
14047                 } else if (class == BPF_LD) {
14048                         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
14049
14050                         if (mode == BPF_ABS || mode == BPF_IND) {
14051                                 err = check_ld_abs(env, insn);
14052                                 if (err)
14053                                         return err;
14054
14055                         } else if (mode == BPF_IMM) {
14056                                 err = check_ld_imm(env, insn);
14057                                 if (err)
14058                                         return err;
14059
14060                                 env->insn_idx++;
14061                                 sanitize_mark_insn_seen(env);
14062                         } else {
14063                                 verbose(env, "invalid BPF_LD mode\n");
14064                                 return -EINVAL;
14065                         }
14066                 } else {
14067                         verbose(env, "unknown insn class %d\n", class);
14068                         return -EINVAL;
14069                 }
14070
14071                 env->insn_idx++;
14072         }
14073
14074         return 0;
14075 }
14076
14077 static int find_btf_percpu_datasec(struct btf *btf)
14078 {
14079         const struct btf_type *t;
14080         const char *tname;
14081         int i, n;
14082
14083         /*
14084          * Both vmlinux and module each have their own ".data..percpu"
14085          * DATASECs in BTF. So for module's case, we need to skip vmlinux BTF
14086          * types to look at only module's own BTF types.
14087          */
14088         n = btf_nr_types(btf);
14089         if (btf_is_module(btf))
14090                 i = btf_nr_types(btf_vmlinux);
14091         else
14092                 i = 1;
14093
14094         for(; i < n; i++) {
14095                 t = btf_type_by_id(btf, i);
14096                 if (BTF_INFO_KIND(t->info) != BTF_KIND_DATASEC)
14097                         continue;
14098
14099                 tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
14100                 if (!strcmp(tname, ".data..percpu"))
14101                         return i;
14102         }
14103
14104         return -ENOENT;
14105 }
14106
14107 /* replace pseudo btf_id with kernel symbol address */
14108 static int check_pseudo_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
14109                                struct bpf_insn *insn,
14110                                struct bpf_insn_aux_data *aux)
14111 {
14112         const struct btf_var_secinfo *vsi;
14113         const struct btf_type *datasec;
14114         struct btf_mod_pair *btf_mod;
14115         const struct btf_type *t;
14116         const char *sym_name;
14117         bool percpu = false;
14118         u32 type, id = insn->imm;
14119         struct btf *btf;
14120         s32 datasec_id;
14121         u64 addr;
14122         int i, btf_fd, err;
14123
14124         btf_fd = insn[1].imm;
14125         if (btf_fd) {
14126                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
14127                 if (IS_ERR(btf)) {
14128                         verbose(env, "invalid module BTF object FD specified.\n");
14129                         return -EINVAL;
14130                 }
14131         } else {
14132                 if (!btf_vmlinux) {
14133                         verbose(env, "kernel is missing BTF, make sure CONFIG_DEBUG_INFO_BTF=y is specified in Kconfig.\n");
14134                         return -EINVAL;
14135                 }
14136                 btf = btf_vmlinux;
14137                 btf_get(btf);
14138         }
14139
14140         t = btf_type_by_id(btf, id);
14141         if (!t) {
14142                 verbose(env, "ldimm64 insn specifies invalid btf_id %d.\n", id);
14143                 err = -ENOENT;
14144                 goto err_put;
14145         }
14146
14147         if (!btf_type_is_var(t)) {
14148                 verbose(env, "pseudo btf_id %d in ldimm64 isn't KIND_VAR.\n", id);
14149                 err = -EINVAL;
14150                 goto err_put;
14151         }
14152
14153         sym_name = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
14154         addr = kallsyms_lookup_name(sym_name);
14155         if (!addr) {
14156                 verbose(env, "ldimm64 failed to find the address for kernel symbol '%s'.\n",
14157                         sym_name);
14158                 err = -ENOENT;
14159                 goto err_put;
14160         }
14161
14162         datasec_id = find_btf_percpu_datasec(btf);
14163         if (datasec_id > 0) {
14164                 datasec = btf_type_by_id(btf, datasec_id);
14165                 for_each_vsi(i, datasec, vsi) {
14166                         if (vsi->type == id) {
14167                                 percpu = true;
14168                                 break;
14169                         }
14170                 }
14171         }
14172
14173         insn[0].imm = (u32)addr;
14174         insn[1].imm = addr >> 32;
14175
14176         type = t->type;
14177         t = btf_type_skip_modifiers(btf, type, NULL);
14178         if (percpu) {
14179                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU;
14180                 aux->btf_var.btf = btf;
14181                 aux->btf_var.btf_id = type;
14182         } else if (!btf_type_is_struct(t)) {
14183                 const struct btf_type *ret;
14184                 const char *tname;
14185                 u32 tsize;
14186
14187                 /* resolve the type size of ksym. */
14188                 ret = btf_resolve_size(btf, t, &tsize);
14189                 if (IS_ERR(ret)) {
14190                         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
14191                         verbose(env, "ldimm64 unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
14192                                 tname, PTR_ERR(ret));
14193                         err = -EINVAL;
14194                         goto err_put;
14195                 }
14196                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
14197                 aux->btf_var.mem_size = tsize;
14198         } else {
14199                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID;
14200                 aux->btf_var.btf = btf;
14201                 aux->btf_var.btf_id = type;
14202         }
14203
14204         /* check whether we recorded this BTF (and maybe module) already */
14205         for (i = 0; i < env->used_btf_cnt; i++) {
14206                 if (env->used_btfs[i].btf == btf) {
14207                         btf_put(btf);
14208                         return 0;
14209                 }
14210         }
14211
14212         if (env->used_btf_cnt >= MAX_USED_BTFS) {
14213                 err = -E2BIG;
14214                 goto err_put;
14215         }
14216
14217         btf_mod = &env->used_btfs[env->used_btf_cnt];
14218         btf_mod->btf = btf;
14219         btf_mod->module = NULL;
14220
14221         /* if we reference variables from kernel module, bump its refcount */
14222         if (btf_is_module(btf)) {
14223                 btf_mod->module = btf_try_get_module(btf);
14224                 if (!btf_mod->module) {
14225                         err = -ENXIO;
14226                         goto err_put;
14227                 }
14228         }
14229
14230         env->used_btf_cnt++;
14231
14232         return 0;
14233 err_put:
14234         btf_put(btf);
14235         return err;
14236 }
14237
14238 static bool is_tracing_prog_type(enum bpf_prog_type type)
14239 {
14240         switch (type) {
14241         case BPF_PROG_TYPE_KPROBE:
14242         case BPF_PROG_TYPE_TRACEPOINT:
14243         case BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT:
14244         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
14245         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT_WRITABLE:
14246                 return true;
14247         default:
14248                 return false;
14249         }
14250 }
14251
14252 static int check_map_prog_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
14253                                         struct bpf_map *map,
14254                                         struct bpf_prog *prog)
14255
14256 {
14257         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
14258
14259         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_LIST_HEAD)) {
14260                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
14261                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_list_head yet\n");
14262                         return -EINVAL;
14263                 }
14264         }
14265
14266         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_SPIN_LOCK)) {
14267                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER) {
14268                         verbose(env, "socket filter progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
14269                         return -EINVAL;
14270                 }
14271
14272                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
14273                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
14274                         return -EINVAL;
14275                 }
14276
14277                 if (prog->aux->sleepable) {
14278                         verbose(env, "sleepable progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
14279                         return -EINVAL;
14280                 }
14281         }
14282
14283         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_TIMER)) {
14284                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
14285                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_timer yet\n");
14286                         return -EINVAL;
14287                 }
14288         }
14289
14290         if ((bpf_prog_is_dev_bound(prog->aux) || bpf_map_is_dev_bound(map)) &&
14291             !bpf_offload_prog_map_match(prog, map)) {
14292                 verbose(env, "offload device mismatch between prog and map\n");
14293                 return -EINVAL;
14294         }
14295
14296         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_STRUCT_OPS) {
14297                 verbose(env, "bpf_struct_ops map cannot be used in prog\n");
14298                 return -EINVAL;
14299         }
14300
14301         if (prog->aux->sleepable)
14302                 switch (map->map_type) {
14303                 case BPF_MAP_TYPE_HASH:
14304                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH:
14305                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY:
14306                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH:
14307                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY:
14308                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH:
14309                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
14310                 case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
14311                 case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
14312                 case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
14313                 case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
14314                 case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
14315                 case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
14316                 case BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE:
14317                         break;
14318                 default:
14319                         verbose(env,
14320                                 "Sleepable programs can only use array, hash, ringbuf and local storage maps\n");
14321                         return -EINVAL;
14322                 }
14323
14324         return 0;
14325 }
14326
14327 static bool bpf_map_is_cgroup_storage(struct bpf_map *map)
14328 {
14329         return (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE ||
14330                 map->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE);
14331 }
14332
14333 /* find and rewrite pseudo imm in ld_imm64 instructions:
14334  *
14335  * 1. if it accesses map FD, replace it with actual map pointer.
14336  * 2. if it accesses btf_id of a VAR, replace it with pointer to the var.
14337  *
14338  * NOTE: btf_vmlinux is required for converting pseudo btf_id.
14339  */
14340 static int resolve_pseudo_ldimm64(struct bpf_verifier_env *env)
14341 {
14342         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
14343         int insn_cnt = env->prog->len;
14344         int i, j, err;
14345
14346         err = bpf_prog_calc_tag(env->prog);
14347         if (err)
14348                 return err;
14349
14350         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
14351                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
14352                     (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0)) {
14353                         verbose(env, "BPF_LDX uses reserved fields\n");
14354                         return -EINVAL;
14355                 }
14356
14357                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW)) {
14358                         struct bpf_insn_aux_data *aux;
14359                         struct bpf_map *map;
14360                         struct fd f;
14361                         u64 addr;
14362                         u32 fd;
14363
14364                         if (i == insn_cnt - 1 || insn[1].code != 0 ||
14365                             insn[1].dst_reg != 0 || insn[1].src_reg != 0 ||
14366                             insn[1].off != 0) {
14367                                 verbose(env, "invalid bpf_ld_imm64 insn\n");
14368                                 return -EINVAL;
14369                         }
14370
14371                         if (insn[0].src_reg == 0)
14372                                 /* valid generic load 64-bit imm */
14373                                 goto next_insn;
14374
14375                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
14376                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
14377                                 err = check_pseudo_btf_id(env, insn, aux);
14378                                 if (err)
14379                                         return err;
14380                                 goto next_insn;
14381                         }
14382
14383                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
14384                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
14385                                 aux->ptr_type = PTR_TO_FUNC;
14386                                 goto next_insn;
14387                         }
14388
14389                         /* In final convert_pseudo_ld_imm64() step, this is
14390                          * converted into regular 64-bit imm load insn.
14391                          */
14392                         switch (insn[0].src_reg) {
14393                         case BPF_PSEUDO_MAP_VALUE:
14394                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
14395                                 break;
14396                         case BPF_PSEUDO_MAP_FD:
14397                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
14398                                 if (insn[1].imm == 0)
14399                                         break;
14400                                 fallthrough;
14401                         default:
14402                                 verbose(env, "unrecognized bpf_ld_imm64 insn\n");
14403                                 return -EINVAL;
14404                         }
14405
14406                         switch (insn[0].src_reg) {
14407                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
14408                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
14409                                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
14410                                         verbose(env, "fd_idx without fd_array is invalid\n");
14411                                         return -EPROTO;
14412                                 }
14413                                 if (copy_from_bpfptr_offset(&fd, env->fd_array,
14414                                                             insn[0].imm * sizeof(fd),
14415                                                             sizeof(fd)))
14416                                         return -EFAULT;
14417                                 break;
14418                         default:
14419                                 fd = insn[0].imm;
14420                                 break;
14421                         }
14422
14423                         f = fdget(fd);
14424                         map = __bpf_map_get(f);
14425                         if (IS_ERR(map)) {
14426                                 verbose(env, "fd %d is not pointing to valid bpf_map\n",
14427                                         insn[0].imm);
14428                                 return PTR_ERR(map);
14429                         }
14430
14431                         err = check_map_prog_compatibility(env, map, env->prog);
14432                         if (err) {
14433                                 fdput(f);
14434                                 return err;
14435                         }
14436
14437                         aux = &env->insn_aux_data[i];
14438                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
14439                             insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
14440                                 addr = (unsigned long)map;
14441                         } else {
14442                                 u32 off = insn[1].imm;
14443
14444                                 if (off >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
14445                                         verbose(env, "direct value offset of %u is not allowed\n", off);
14446                                         fdput(f);
14447                                         return -EINVAL;
14448                                 }
14449
14450                                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
14451                                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
14452                                         fdput(f);
14453                                         return -EINVAL;
14454                                 }
14455
14456                                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
14457                                 if (err) {
14458                                         verbose(env, "invalid access to map value pointer, value_size=%u off=%u\n",
14459                                                 map->value_size, off);
14460                                         fdput(f);
14461                                         return err;
14462                                 }
14463
14464                                 aux->map_off = off;
14465                                 addr += off;
14466                         }
14467
14468                         insn[0].imm = (u32)addr;
14469                         insn[1].imm = addr >> 32;
14470
14471                         /* check whether we recorded this map already */
14472                         for (j = 0; j < env->used_map_cnt; j++) {
14473                                 if (env->used_maps[j] == map) {
14474                                         aux->map_index = j;
14475                                         fdput(f);
14476                                         goto next_insn;
14477                                 }
14478                         }
14479
14480                         if (env->used_map_cnt >= MAX_USED_MAPS) {
14481                                 fdput(f);
14482                                 return -E2BIG;
14483                         }
14484
14485                         /* hold the map. If the program is rejected by verifier,
14486                          * the map will be released by release_maps() or it
14487                          * will be used by the valid program until it's unloaded
14488                          * and all maps are released in free_used_maps()
14489                          */
14490                         bpf_map_inc(map);
14491
14492                         aux->map_index = env->used_map_cnt;
14493                         env->used_maps[env->used_map_cnt++] = map;
14494
14495                         if (bpf_map_is_cgroup_storage(map) &&
14496                             bpf_cgroup_storage_assign(env->prog->aux, map)) {
14497                                 verbose(env, "only one cgroup storage of each type is allowed\n");
14498                                 fdput(f);
14499                                 return -EBUSY;
14500                         }
14501
14502                         fdput(f);
14503 next_insn:
14504                         insn++;
14505                         i++;
14506                         continue;
14507                 }
14508
14509                 /* Basic sanity check before we invest more work here. */
14510                 if (!bpf_opcode_in_insntable(insn->code)) {
14511                         verbose(env, "unknown opcode %02x\n", insn->code);
14512                         return -EINVAL;
14513                 }
14514         }
14515
14516         /* now all pseudo BPF_LD_IMM64 instructions load valid
14517          * 'struct bpf_map *' into a register instead of user map_fd.
14518          * These pointers will be used later by verifier to validate map access.
14519          */
14520         return 0;
14521 }
14522
14523 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
14524 static void release_maps(struct bpf_verifier_env *env)
14525 {
14526         __bpf_free_used_maps(env->prog->aux, env->used_maps,
14527                              env->used_map_cnt);
14528 }
14529
14530 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
14531 static void release_btfs(struct bpf_verifier_env *env)
14532 {
14533         __bpf_free_used_btfs(env->prog->aux, env->used_btfs,
14534                              env->used_btf_cnt);
14535 }
14536
14537 /* convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic BPF_LD_IMM64 */
14538 static void convert_pseudo_ld_imm64(struct bpf_verifier_env *env)
14539 {
14540         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
14541         int insn_cnt = env->prog->len;
14542         int i;
14543
14544         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
14545                 if (insn->code != (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW))
14546                         continue;
14547                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC)
14548                         continue;
14549                 insn->src_reg = 0;
14550         }
14551 }
14552
14553 /* single env->prog->insni[off] instruction was replaced with the range
14554  * insni[off, off + cnt).  Adjust corresponding insn_aux_data by copying
14555  * [0, off) and [off, end) to new locations, so the patched range stays zero
14556  */
14557 static void adjust_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env,
14558                                  struct bpf_insn_aux_data *new_data,
14559                                  struct bpf_prog *new_prog, u32 off, u32 cnt)
14560 {
14561         struct bpf_insn_aux_data *old_data = env->insn_aux_data;
14562         struct bpf_insn *insn = new_prog->insnsi;
14563         u32 old_seen = old_data[off].seen;
14564         u32 prog_len;
14565         int i;
14566
14567         /* aux info at OFF always needs adjustment, no matter fast path
14568          * (cnt == 1) is taken or not. There is no guarantee INSN at OFF is the
14569          * original insn at old prog.
14570          */
14571         old_data[off].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + off + cnt - 1);
14572
14573         if (cnt == 1)
14574                 return;
14575         prog_len = new_prog->len;
14576
14577         memcpy(new_data, old_data, sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * off);
14578         memcpy(new_data + off + cnt - 1, old_data + off,
14579                sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * (prog_len - off - cnt + 1));
14580         for (i = off; i < off + cnt - 1; i++) {
14581                 /* Expand insni[off]'s seen count to the patched range. */
14582                 new_data[i].seen = old_seen;
14583                 new_data[i].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + i);
14584         }
14585         env->insn_aux_data = new_data;
14586         vfree(old_data);
14587 }
14588
14589 static void adjust_subprog_starts(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 len)
14590 {
14591         int i;
14592
14593         if (len == 1)
14594                 return;
14595         /* NOTE: fake 'exit' subprog should be updated as well. */
14596         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++) {
14597                 if (env->subprog_info[i].start <= off)
14598                         continue;
14599                 env->subprog_info[i].start += len - 1;
14600         }
14601 }
14602
14603 static void adjust_poke_descs(struct bpf_prog *prog, u32 off, u32 len)
14604 {
14605         struct bpf_jit_poke_descriptor *tab = prog->aux->poke_tab;
14606         int i, sz = prog->aux->size_poke_tab;
14607         struct bpf_jit_poke_descriptor *desc;
14608
14609         for (i = 0; i < sz; i++) {
14610                 desc = &tab[i];
14611                 if (desc->insn_idx <= off)
14612                         continue;
14613                 desc->insn_idx += len - 1;
14614         }
14615 }
14616
14617 static struct bpf_prog *bpf_patch_insn_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
14618                                             const struct bpf_insn *patch, u32 len)
14619 {
14620         struct bpf_prog *new_prog;
14621         struct bpf_insn_aux_data *new_data = NULL;
14622
14623         if (len > 1) {
14624                 new_data = vzalloc(array_size(env->prog->len + len - 1,
14625                                               sizeof(struct bpf_insn_aux_data)));
14626                 if (!new_data)
14627                         return NULL;
14628         }
14629
14630         new_prog = bpf_patch_insn_single(env->prog, off, patch, len);
14631         if (IS_ERR(new_prog)) {
14632                 if (PTR_ERR(new_prog) == -ERANGE)
14633                         verbose(env,
14634                                 "insn %d cannot be patched due to 16-bit range\n",
14635                                 env->insn_aux_data[off].orig_idx);
14636                 vfree(new_data);
14637                 return NULL;
14638         }
14639         adjust_insn_aux_data(env, new_data, new_prog, off, len);
14640         adjust_subprog_starts(env, off, len);
14641         adjust_poke_descs(new_prog, off, len);
14642         return new_prog;
14643 }
14644
14645 static int adjust_subprog_starts_after_remove(struct bpf_verifier_env *env,
14646                                               u32 off, u32 cnt)
14647 {
14648         int i, j;
14649
14650         /* find first prog starting at or after off (first to remove) */
14651         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
14652                 if (env->subprog_info[i].start >= off)
14653                         break;
14654         /* find first prog starting at or after off + cnt (first to stay) */
14655         for (j = i; j < env->subprog_cnt; j++)
14656                 if (env->subprog_info[j].start >= off + cnt)
14657                         break;
14658         /* if j doesn't start exactly at off + cnt, we are just removing
14659          * the front of previous prog
14660          */
14661         if (env->subprog_info[j].start != off + cnt)
14662                 j--;
14663
14664         if (j > i) {
14665                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
14666                 int move;
14667
14668                 /* move fake 'exit' subprog as well */
14669                 move = env->subprog_cnt + 1 - j;
14670
14671                 memmove(env->subprog_info + i,
14672                         env->subprog_info + j,
14673                         sizeof(*env->subprog_info) * move);
14674                 env->subprog_cnt -= j - i;
14675
14676                 /* remove func_info */
14677                 if (aux->func_info) {
14678                         move = aux->func_info_cnt - j;
14679
14680                         memmove(aux->func_info + i,
14681                                 aux->func_info + j,
14682                                 sizeof(*aux->func_info) * move);
14683                         aux->func_info_cnt -= j - i;
14684                         /* func_info->insn_off is set after all code rewrites,
14685                          * in adjust_btf_func() - no need to adjust
14686                          */
14687                 }
14688         } else {
14689                 /* convert i from "first prog to remove" to "first to adjust" */
14690                 if (env->subprog_info[i].start == off)
14691                         i++;
14692         }
14693
14694         /* update fake 'exit' subprog as well */
14695         for (; i <= env->subprog_cnt; i++)
14696                 env->subprog_info[i].start -= cnt;
14697
14698         return 0;
14699 }
14700
14701 static int bpf_adj_linfo_after_remove(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
14702                                       u32 cnt)
14703 {
14704         struct bpf_prog *prog = env->prog;
14705         u32 i, l_off, l_cnt, nr_linfo;
14706         struct bpf_line_info *linfo;
14707
14708         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
14709         if (!nr_linfo)
14710                 return 0;
14711
14712         linfo = prog->aux->linfo;
14713
14714         /* find first line info to remove, count lines to be removed */
14715         for (i = 0; i < nr_linfo; i++)
14716                 if (linfo[i].insn_off >= off)
14717                         break;
14718
14719         l_off = i;
14720         l_cnt = 0;
14721         for (; i < nr_linfo; i++)
14722                 if (linfo[i].insn_off < off + cnt)
14723                         l_cnt++;
14724                 else
14725                         break;
14726
14727         /* First live insn doesn't match first live linfo, it needs to "inherit"
14728          * last removed linfo.  prog is already modified, so prog->len == off
14729          * means no live instructions after (tail of the program was removed).
14730          */
14731         if (prog->len != off && l_cnt &&
14732             (i == nr_linfo || linfo[i].insn_off != off + cnt)) {
14733                 l_cnt--;
14734                 linfo[--i].insn_off = off + cnt;
14735         }
14736
14737         /* remove the line info which refer to the removed instructions */
14738         if (l_cnt) {
14739                 memmove(linfo + l_off, linfo + i,
14740                         sizeof(*linfo) * (nr_linfo - i));
14741
14742                 prog->aux->nr_linfo -= l_cnt;
14743                 nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
14744         }
14745
14746         /* pull all linfo[i].insn_off >= off + cnt in by cnt */
14747         for (i = l_off; i < nr_linfo; i++)
14748                 linfo[i].insn_off -= cnt;
14749
14750         /* fix up all subprogs (incl. 'exit') which start >= off */
14751         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++)
14752                 if (env->subprog_info[i].linfo_idx > l_off) {
14753                         /* program may have started in the removed region but
14754                          * may not be fully removed
14755                          */
14756                         if (env->subprog_info[i].linfo_idx >= l_off + l_cnt)
14757                                 env->subprog_info[i].linfo_idx -= l_cnt;
14758                         else
14759                                 env->subprog_info[i].linfo_idx = l_off;
14760                 }
14761
14762         return 0;
14763 }
14764
14765 static int verifier_remove_insns(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 cnt)
14766 {
14767         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
14768         unsigned int orig_prog_len = env->prog->len;
14769         int err;
14770
14771         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
14772                 bpf_prog_offload_remove_insns(env, off, cnt);
14773
14774         err = bpf_remove_insns(env->prog, off, cnt);
14775         if (err)
14776                 return err;
14777
14778         err = adjust_subprog_starts_after_remove(env, off, cnt);
14779         if (err)
14780                 return err;
14781
14782         err = bpf_adj_linfo_after_remove(env, off, cnt);
14783         if (err)
14784                 return err;
14785
14786         memmove(aux_data + off, aux_data + off + cnt,
14787                 sizeof(*aux_data) * (orig_prog_len - off - cnt));
14788
14789         return 0;
14790 }
14791
14792 /* The verifier does more data flow analysis than llvm and will not
14793  * explore branches that are dead at run time. Malicious programs can
14794  * have dead code too. Therefore replace all dead at-run-time code
14795  * with 'ja -1'.
14796  *
14797  * Just nops are not optimal, e.g. if they would sit at the end of the
14798  * program and through another bug we would manage to jump there, then
14799  * we'd execute beyond program memory otherwise. Returning exception
14800  * code also wouldn't work since we can have subprogs where the dead
14801  * code could be located.
14802  */
14803 static void sanitize_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
14804 {
14805         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
14806         struct bpf_insn trap = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, -1);
14807         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
14808         const int insn_cnt = env->prog->len;
14809         int i;
14810
14811         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
14812                 if (aux_data[i].seen)
14813                         continue;
14814                 memcpy(insn + i, &trap, sizeof(trap));
14815                 aux_data[i].zext_dst = false;
14816         }
14817 }
14818
14819 static bool insn_is_cond_jump(u8 code)
14820 {
14821         u8 op;
14822
14823         if (BPF_CLASS(code) == BPF_JMP32)
14824                 return true;
14825
14826         if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP)
14827                 return false;
14828
14829         op = BPF_OP(code);
14830         return op != BPF_JA && op != BPF_EXIT && op != BPF_CALL;
14831 }
14832
14833 static void opt_hard_wire_dead_code_branches(struct bpf_verifier_env *env)
14834 {
14835         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
14836         struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
14837         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
14838         const int insn_cnt = env->prog->len;
14839         int i;
14840
14841         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
14842                 if (!insn_is_cond_jump(insn->code))
14843                         continue;
14844
14845                 if (!aux_data[i + 1].seen)
14846                         ja.off = insn->off;
14847                 else if (!aux_data[i + 1 + insn->off].seen)
14848                         ja.off = 0;
14849                 else
14850                         continue;
14851
14852                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
14853                         bpf_prog_offload_replace_insn(env, i, &ja);
14854
14855                 memcpy(insn, &ja, sizeof(ja));
14856         }
14857 }
14858
14859 static int opt_remove_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
14860 {
14861         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
14862         int insn_cnt = env->prog->len;
14863         int i, err;
14864
14865         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
14866                 int j;
14867
14868                 j = 0;
14869                 while (i + j < insn_cnt && !aux_data[i + j].seen)
14870                         j++;
14871                 if (!j)
14872                         continue;
14873
14874                 err = verifier_remove_insns(env, i, j);
14875                 if (err)
14876                         return err;
14877                 insn_cnt = env->prog->len;
14878         }
14879
14880         return 0;
14881 }
14882
14883 static int opt_remove_nops(struct bpf_verifier_env *env)
14884 {
14885         const struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
14886         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
14887         int insn_cnt = env->prog->len;
14888         int i, err;
14889
14890         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
14891                 if (memcmp(&insn[i], &ja, sizeof(ja)))
14892                         continue;
14893
14894                 err = verifier_remove_insns(env, i, 1);
14895                 if (err)
14896                         return err;
14897                 insn_cnt--;
14898                 i--;
14899         }
14900
14901         return 0;
14902 }
14903
14904 static int opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(struct bpf_verifier_env *env,
14905                                          const union bpf_attr *attr)
14906 {
14907         struct bpf_insn *patch, zext_patch[2], rnd_hi32_patch[4];
14908         struct bpf_insn_aux_data *aux = env->insn_aux_data;
14909         int i, patch_len, delta = 0, len = env->prog->len;
14910         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
14911         struct bpf_prog *new_prog;
14912         bool rnd_hi32;
14913
14914         rnd_hi32 = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_RND_HI32;
14915         zext_patch[1] = BPF_ZEXT_REG(0);
14916         rnd_hi32_patch[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, 0);
14917         rnd_hi32_patch[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_AX, 32);
14918         rnd_hi32_patch[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, 0, BPF_REG_AX);
14919         for (i = 0; i < len; i++) {
14920                 int adj_idx = i + delta;
14921                 struct bpf_insn insn;
14922                 int load_reg;
14923
14924                 insn = insns[adj_idx];
14925                 load_reg = insn_def_regno(&insn);
14926                 if (!aux[adj_idx].zext_dst) {
14927                         u8 code, class;
14928                         u32 imm_rnd;
14929
14930                         if (!rnd_hi32)
14931                                 continue;
14932
14933                         code = insn.code;
14934                         class = BPF_CLASS(code);
14935                         if (load_reg == -1)
14936                                 continue;
14937
14938                         /* NOTE: arg "reg" (the fourth one) is only used for
14939                          *       BPF_STX + SRC_OP, so it is safe to pass NULL
14940                          *       here.
14941                          */
14942                         if (is_reg64(env, &insn, load_reg, NULL, DST_OP)) {
14943                                 if (class == BPF_LD &&
14944                                     BPF_MODE(code) == BPF_IMM)
14945                                         i++;
14946                                 continue;
14947                         }
14948
14949                         /* ctx load could be transformed into wider load. */
14950                         if (class == BPF_LDX &&
14951                             aux[adj_idx].ptr_type == PTR_TO_CTX)
14952                                 continue;
14953
14954                         imm_rnd = get_random_u32();
14955                         rnd_hi32_patch[0] = insn;
14956                         rnd_hi32_patch[1].imm = imm_rnd;
14957                         rnd_hi32_patch[3].dst_reg = load_reg;
14958                         patch = rnd_hi32_patch;
14959                         patch_len = 4;
14960                         goto apply_patch_buffer;
14961                 }
14962
14963                 /* Add in an zero-extend instruction if a) the JIT has requested
14964                  * it or b) it's a CMPXCHG.
14965                  *
14966                  * The latter is because: BPF_CMPXCHG always loads a value into
14967                  * R0, therefore always zero-extends. However some archs'
14968                  * equivalent instruction only does this load when the
14969                  * comparison is successful. This detail of CMPXCHG is
14970                  * orthogonal to the general zero-extension behaviour of the
14971                  * CPU, so it's treated independently of bpf_jit_needs_zext.
14972                  */
14973                 if (!bpf_jit_needs_zext() && !is_cmpxchg_insn(&insn))
14974                         continue;
14975
14976                 /* Zero-extension is done by the caller. */
14977                 if (bpf_pseudo_kfunc_call(&insn))
14978                         continue;
14979
14980                 if (WARN_ON(load_reg == -1)) {
14981                         verbose(env, "verifier bug. zext_dst is set, but no reg is defined\n");
14982                         return -EFAULT;
14983                 }
14984
14985                 zext_patch[0] = insn;
14986                 zext_patch[1].dst_reg = load_reg;
14987                 zext_patch[1].src_reg = load_reg;
14988                 patch = zext_patch;
14989                 patch_len = 2;
14990 apply_patch_buffer:
14991                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, adj_idx, patch, patch_len);
14992                 if (!new_prog)
14993                         return -ENOMEM;
14994                 env->prog = new_prog;
14995                 insns = new_prog->insnsi;
14996                 aux = env->insn_aux_data;
14997                 delta += patch_len - 1;
14998         }
14999
15000         return 0;
15001 }
15002
15003 /* convert load instructions that access fields of a context type into a
15004  * sequence of instructions that access fields of the underlying structure:
15005  *     struct __sk_buff    -> struct sk_buff
15006  *     struct bpf_sock_ops -> struct sock
15007  */
15008 static int convert_ctx_accesses(struct bpf_verifier_env *env)
15009 {
15010         const struct bpf_verifier_ops *ops = env->ops;
15011         int i, cnt, size, ctx_field_size, delta = 0;
15012         const int insn_cnt = env->prog->len;
15013         struct bpf_insn insn_buf[16], *insn;
15014         u32 target_size, size_default, off;
15015         struct bpf_prog *new_prog;
15016         enum bpf_access_type type;
15017         bool is_narrower_load;
15018
15019         if (ops->gen_prologue || env->seen_direct_write) {
15020                 if (!ops->gen_prologue) {
15021                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
15022                         return -EINVAL;
15023                 }
15024                 cnt = ops->gen_prologue(insn_buf, env->seen_direct_write,
15025                                         env->prog);
15026                 if (cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
15027                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
15028                         return -EINVAL;
15029                 } else if (cnt) {
15030                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
15031                         if (!new_prog)
15032                                 return -ENOMEM;
15033
15034                         env->prog = new_prog;
15035                         delta += cnt - 1;
15036                 }
15037         }
15038
15039         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
15040                 return 0;
15041
15042         insn = env->prog->insnsi + delta;
15043
15044         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
15045                 bpf_convert_ctx_access_t convert_ctx_access;
15046                 bool ctx_access;
15047
15048                 if (insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B) ||
15049                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H) ||
15050                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W) ||
15051                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW)) {
15052                         type = BPF_READ;
15053                         ctx_access = true;
15054                 } else if (insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B) ||
15055                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H) ||
15056                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W) ||
15057                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
15058                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B) ||
15059                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H) ||
15060                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W) ||
15061                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW)) {
15062                         type = BPF_WRITE;
15063                         ctx_access = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX;
15064                 } else {
15065                         continue;
15066                 }
15067
15068                 if (type == BPF_WRITE &&
15069                     env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_spill) {
15070                         struct bpf_insn patch[] = {
15071                                 *insn,
15072                                 BPF_ST_NOSPEC(),
15073                         };
15074
15075                         cnt = ARRAY_SIZE(patch);
15076                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patch, cnt);
15077                         if (!new_prog)
15078                                 return -ENOMEM;
15079
15080                         delta    += cnt - 1;
15081                         env->prog = new_prog;
15082                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
15083                         continue;
15084                 }
15085
15086                 if (!ctx_access)
15087                         continue;
15088
15089                 switch ((int)env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type) {
15090                 case PTR_TO_CTX:
15091                         if (!ops->convert_ctx_access)
15092                                 continue;
15093                         convert_ctx_access = ops->convert_ctx_access;
15094                         break;
15095                 case PTR_TO_SOCKET:
15096                 case PTR_TO_SOCK_COMMON:
15097                         convert_ctx_access = bpf_sock_convert_ctx_access;
15098                         break;
15099                 case PTR_TO_TCP_SOCK:
15100                         convert_ctx_access = bpf_tcp_sock_convert_ctx_access;
15101                         break;
15102                 case PTR_TO_XDP_SOCK:
15103                         convert_ctx_access = bpf_xdp_sock_convert_ctx_access;
15104                         break;
15105                 case PTR_TO_BTF_ID:
15106                 case PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED:
15107                 /* PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC always has a valid lifetime, unlike
15108                  * PTR_TO_BTF_ID, and an active ref_obj_id, but the same cannot
15109                  * be said once it is marked PTR_UNTRUSTED, hence we must handle
15110                  * any faults for loads into such types. BPF_WRITE is disallowed
15111                  * for this case.
15112                  */
15113                 case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_UNTRUSTED:
15114                         if (type == BPF_READ) {
15115                                 insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM |
15116                                         BPF_SIZE((insn)->code);
15117                                 env->prog->aux->num_exentries++;
15118                         }
15119                         continue;
15120                 default:
15121                         continue;
15122                 }
15123
15124                 ctx_field_size = env->insn_aux_data[i + delta].ctx_field_size;
15125                 size = BPF_LDST_BYTES(insn);
15126
15127                 /* If the read access is a narrower load of the field,
15128                  * convert to a 4/8-byte load, to minimum program type specific
15129                  * convert_ctx_access changes. If conversion is successful,
15130                  * we will apply proper mask to the result.
15131                  */
15132                 is_narrower_load = size < ctx_field_size;
15133                 size_default = bpf_ctx_off_adjust_machine(ctx_field_size);
15134                 off = insn->off;
15135                 if (is_narrower_load) {
15136                         u8 size_code;
15137
15138                         if (type == BPF_WRITE) {
15139                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx access misconfigured\n");
15140                                 return -EINVAL;
15141                         }
15142
15143                         size_code = BPF_H;
15144                         if (ctx_field_size == 4)
15145                                 size_code = BPF_W;
15146                         else if (ctx_field_size == 8)
15147                                 size_code = BPF_DW;
15148
15149                         insn->off = off & ~(size_default - 1);
15150                         insn->code = BPF_LDX | BPF_MEM | size_code;
15151                 }
15152
15153                 target_size = 0;
15154                 cnt = convert_ctx_access(type, insn, insn_buf, env->prog,
15155                                          &target_size);
15156                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf) ||
15157                     (ctx_field_size && !target_size)) {
15158                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
15159                         return -EINVAL;
15160                 }
15161
15162                 if (is_narrower_load && size < target_size) {
15163                         u8 shift = bpf_ctx_narrow_access_offset(
15164                                 off, size, size_default) * 8;
15165                         if (shift && cnt + 1 >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
15166                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx load misconfigured\n");
15167                                 return -EINVAL;
15168                         }
15169                         if (ctx_field_size <= 4) {
15170                                 if (shift)
15171                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_RSH,
15172                                                                         insn->dst_reg,
15173                                                                         shift);
15174                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
15175                                                                 (1 << size * 8) - 1);
15176                         } else {
15177                                 if (shift)
15178                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH,
15179                                                                         insn->dst_reg,
15180                                                                         shift);
15181                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
15182                                                                 (1ULL << size * 8) - 1);
15183                         }
15184                 }
15185
15186                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
15187                 if (!new_prog)
15188                         return -ENOMEM;
15189
15190                 delta += cnt - 1;
15191
15192                 /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
15193                 env->prog = new_prog;
15194                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
15195         }
15196
15197         return 0;
15198 }
15199
15200 static int jit_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
15201 {
15202         struct bpf_prog *prog = env->prog, **func, *tmp;
15203         int i, j, subprog_start, subprog_end = 0, len, subprog;
15204         struct bpf_map *map_ptr;
15205         struct bpf_insn *insn;
15206         void *old_bpf_func;
15207         int err, num_exentries;
15208
15209         if (env->subprog_cnt <= 1)
15210                 return 0;
15211
15212         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
15213                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn))
15214                         continue;
15215
15216                 /* Upon error here we cannot fall back to interpreter but
15217                  * need a hard reject of the program. Thus -EFAULT is
15218                  * propagated in any case.
15219                  */
15220                 subprog = find_subprog(env, i + insn->imm + 1);
15221                 if (subprog < 0) {
15222                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
15223                                   i + insn->imm + 1);
15224                         return -EFAULT;
15225                 }
15226                 /* temporarily remember subprog id inside insn instead of
15227                  * aux_data, since next loop will split up all insns into funcs
15228                  */
15229                 insn->off = subprog;
15230                 /* remember original imm in case JIT fails and fallback
15231                  * to interpreter will be needed
15232                  */
15233                 env->insn_aux_data[i].call_imm = insn->imm;
15234                 /* point imm to __bpf_call_base+1 from JITs point of view */
15235                 insn->imm = 1;
15236                 if (bpf_pseudo_func(insn))
15237                         /* jit (e.g. x86_64) may emit fewer instructions
15238                          * if it learns a u32 imm is the same as a u64 imm.
15239                          * Force a non zero here.
15240                          */
15241                         insn[1].imm = 1;
15242         }
15243
15244         err = bpf_prog_alloc_jited_linfo(prog);
15245         if (err)
15246                 goto out_undo_insn;
15247
15248         err = -ENOMEM;
15249         func = kcalloc(env->subprog_cnt, sizeof(prog), GFP_KERNEL);
15250         if (!func)
15251                 goto out_undo_insn;
15252
15253         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
15254                 subprog_start = subprog_end;
15255                 subprog_end = env->subprog_info[i + 1].start;
15256
15257                 len = subprog_end - subprog_start;
15258                 /* bpf_prog_run() doesn't call subprogs directly,
15259                  * hence main prog stats include the runtime of subprogs.
15260                  * subprogs don't have IDs and not reachable via prog_get_next_id
15261                  * func[i]->stats will never be accessed and stays NULL
15262                  */
15263                 func[i] = bpf_prog_alloc_no_stats(bpf_prog_size(len), GFP_USER);
15264                 if (!func[i])
15265                         goto out_free;
15266                 memcpy(func[i]->insnsi, &prog->insnsi[subprog_start],
15267                        len * sizeof(struct bpf_insn));
15268                 func[i]->type = prog->type;
15269                 func[i]->len = len;
15270                 if (bpf_prog_calc_tag(func[i]))
15271                         goto out_free;
15272                 func[i]->is_func = 1;
15273                 func[i]->aux->func_idx = i;
15274                 /* Below members will be freed only at prog->aux */
15275                 func[i]->aux->btf = prog->aux->btf;
15276                 func[i]->aux->func_info = prog->aux->func_info;
15277                 func[i]->aux->func_info_cnt = prog->aux->func_info_cnt;
15278                 func[i]->aux->poke_tab = prog->aux->poke_tab;
15279                 func[i]->aux->size_poke_tab = prog->aux->size_poke_tab;
15280
15281                 for (j = 0; j < prog->aux->size_poke_tab; j++) {
15282                         struct bpf_jit_poke_descriptor *poke;
15283
15284                         poke = &prog->aux->poke_tab[j];
15285                         if (poke->insn_idx < subprog_end &&
15286                             poke->insn_idx >= subprog_start)
15287                                 poke->aux = func[i]->aux;
15288                 }
15289
15290                 func[i]->aux->name[0] = 'F';
15291                 func[i]->aux->stack_depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
15292                 func[i]->jit_requested = 1;
15293                 func[i]->blinding_requested = prog->blinding_requested;
15294                 func[i]->aux->kfunc_tab = prog->aux->kfunc_tab;
15295                 func[i]->aux->kfunc_btf_tab = prog->aux->kfunc_btf_tab;
15296                 func[i]->aux->linfo = prog->aux->linfo;
15297                 func[i]->aux->nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
15298                 func[i]->aux->jited_linfo = prog->aux->jited_linfo;
15299                 func[i]->aux->linfo_idx = env->subprog_info[i].linfo_idx;
15300                 num_exentries = 0;
15301                 insn = func[i]->insnsi;
15302                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
15303                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
15304                             BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM)
15305                                 num_exentries++;
15306                 }
15307                 func[i]->aux->num_exentries = num_exentries;
15308                 func[i]->aux->tail_call_reachable = env->subprog_info[i].tail_call_reachable;
15309                 func[i] = bpf_int_jit_compile(func[i]);
15310                 if (!func[i]->jited) {
15311                         err = -ENOTSUPP;
15312                         goto out_free;
15313                 }
15314                 cond_resched();
15315         }
15316
15317         /* at this point all bpf functions were successfully JITed
15318          * now populate all bpf_calls with correct addresses and
15319          * run last pass of JIT
15320          */
15321         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
15322                 insn = func[i]->insnsi;
15323                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
15324                         if (bpf_pseudo_func(insn)) {
15325                                 subprog = insn->off;
15326                                 insn[0].imm = (u32)(long)func[subprog]->bpf_func;
15327                                 insn[1].imm = ((u64)(long)func[subprog]->bpf_func) >> 32;
15328                                 continue;
15329                         }
15330                         if (!bpf_pseudo_call(insn))
15331                                 continue;
15332                         subprog = insn->off;
15333                         insn->imm = BPF_CALL_IMM(func[subprog]->bpf_func);
15334                 }
15335
15336                 /* we use the aux data to keep a list of the start addresses
15337                  * of the JITed images for each function in the program
15338                  *
15339                  * for some architectures, such as powerpc64, the imm field
15340                  * might not be large enough to hold the offset of the start
15341                  * address of the callee's JITed image from __bpf_call_base
15342                  *
15343                  * in such cases, we can lookup the start address of a callee
15344                  * by using its subprog id, available from the off field of
15345                  * the call instruction, as an index for this list
15346                  */
15347                 func[i]->aux->func = func;
15348                 func[i]->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
15349         }
15350         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
15351                 old_bpf_func = func[i]->bpf_func;
15352                 tmp = bpf_int_jit_compile(func[i]);
15353                 if (tmp != func[i] || func[i]->bpf_func != old_bpf_func) {
15354                         verbose(env, "JIT doesn't support bpf-to-bpf calls\n");
15355                         err = -ENOTSUPP;
15356                         goto out_free;
15357                 }
15358                 cond_resched();
15359         }
15360
15361         /* finally lock prog and jit images for all functions and
15362          * populate kallsysm
15363          */
15364         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
15365                 bpf_prog_lock_ro(func[i]);
15366                 bpf_prog_kallsyms_add(func[i]);
15367         }
15368
15369         /* Last step: make now unused interpreter insns from main
15370          * prog consistent for later dump requests, so they can
15371          * later look the same as if they were interpreted only.
15372          */
15373         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
15374                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
15375                         insn[0].imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
15376                         insn[1].imm = insn->off;
15377                         insn->off = 0;
15378                         continue;
15379                 }
15380                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
15381                         continue;
15382                 insn->off = env->insn_aux_data[i].call_imm;
15383                 subprog = find_subprog(env, i + insn->off + 1);
15384                 insn->imm = subprog;
15385         }
15386
15387         prog->jited = 1;
15388         prog->bpf_func = func[0]->bpf_func;
15389         prog->jited_len = func[0]->jited_len;
15390         prog->aux->func = func;
15391         prog->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
15392         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
15393         return 0;
15394 out_free:
15395         /* We failed JIT'ing, so at this point we need to unregister poke
15396          * descriptors from subprogs, so that kernel is not attempting to
15397          * patch it anymore as we're freeing the subprog JIT memory.
15398          */
15399         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
15400                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
15401                 map_ptr->ops->map_poke_untrack(map_ptr, prog->aux);
15402         }
15403         /* At this point we're guaranteed that poke descriptors are not
15404          * live anymore. We can just unlink its descriptor table as it's
15405          * released with the main prog.
15406          */
15407         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
15408                 if (!func[i])
15409                         continue;
15410                 func[i]->aux->poke_tab = NULL;
15411                 bpf_jit_free(func[i]);
15412         }
15413         kfree(func);
15414 out_undo_insn:
15415         /* cleanup main prog to be interpreted */
15416         prog->jit_requested = 0;
15417         prog->blinding_requested = 0;
15418         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
15419                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
15420                         continue;
15421                 insn->off = 0;
15422                 insn->imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
15423         }
15424         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
15425         return err;
15426 }
15427
15428 static int fixup_call_args(struct bpf_verifier_env *env)
15429 {
15430 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
15431         struct bpf_prog *prog = env->prog;
15432         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
15433         bool has_kfunc_call = bpf_prog_has_kfunc_call(prog);
15434         int i, depth;
15435 #endif
15436         int err = 0;
15437
15438         if (env->prog->jit_requested &&
15439             !bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
15440                 err = jit_subprogs(env);
15441                 if (err == 0)
15442                         return 0;
15443                 if (err == -EFAULT)
15444                         return err;
15445         }
15446 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
15447         if (has_kfunc_call) {
15448                 verbose(env, "calling kernel functions are not allowed in non-JITed programs\n");
15449                 return -EINVAL;
15450         }
15451         if (env->subprog_cnt > 1 && env->prog->aux->tail_call_reachable) {
15452                 /* When JIT fails the progs with bpf2bpf calls and tail_calls
15453                  * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
15454                  */
15455                 verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
15456                 return -EINVAL;
15457         }
15458         for (i = 0; i < prog->len; i++, insn++) {
15459                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
15460                         /* When JIT fails the progs with callback calls
15461                          * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
15462                          */
15463                         verbose(env, "callbacks are not allowed in non-JITed programs\n");
15464                         return -EINVAL;
15465                 }
15466
15467                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
15468                         continue;
15469                 depth = get_callee_stack_depth(env, insn, i);
15470                 if (depth < 0)
15471                         return depth;
15472                 bpf_patch_call_args(insn, depth);
15473         }
15474         err = 0;
15475 #endif
15476         return err;
15477 }
15478
15479 static int fixup_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
15480                             struct bpf_insn *insn_buf, int insn_idx, int *cnt)
15481 {
15482         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
15483
15484         if (!insn->imm) {
15485                 verbose(env, "invalid kernel function call not eliminated in verifier pass\n");
15486                 return -EINVAL;
15487         }
15488
15489         /* insn->imm has the btf func_id. Replace it with
15490          * an address (relative to __bpf_call_base).
15491          */
15492         desc = find_kfunc_desc(env->prog, insn->imm, insn->off);
15493         if (!desc) {
15494                 verbose(env, "verifier internal error: kernel function descriptor not found for func_id %u\n",
15495                         insn->imm);
15496                 return -EFAULT;
15497         }
15498
15499         *cnt = 0;
15500         insn->imm = desc->imm;
15501         if (insn->off)
15502                 return 0;
15503         if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl]) {
15504                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
15505                 struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_2, (long)kptr_struct_meta) };
15506                 u64 obj_new_size = env->insn_aux_data[insn_idx].obj_new_size;
15507
15508                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_1, obj_new_size);
15509                 insn_buf[1] = addr[0];
15510                 insn_buf[2] = addr[1];
15511                 insn_buf[3] = *insn;
15512                 *cnt = 4;
15513         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl]) {
15514                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
15515                 struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_2, (long)kptr_struct_meta) };
15516
15517                 insn_buf[0] = addr[0];
15518                 insn_buf[1] = addr[1];
15519                 insn_buf[2] = *insn;
15520                 *cnt = 3;
15521         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx] ||
15522                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rdonly_cast]) {
15523                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, BPF_REG_1);
15524                 *cnt = 1;
15525         }
15526         return 0;
15527 }
15528
15529 /* Do various post-verification rewrites in a single program pass.
15530  * These rewrites simplify JIT and interpreter implementations.
15531  */
15532 static int do_misc_fixups(struct bpf_verifier_env *env)
15533 {
15534         struct bpf_prog *prog = env->prog;
15535         enum bpf_attach_type eatype = prog->expected_attach_type;
15536         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
15537         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
15538         const struct bpf_func_proto *fn;
15539         const int insn_cnt = prog->len;
15540         const struct bpf_map_ops *ops;
15541         struct bpf_insn_aux_data *aux;
15542         struct bpf_insn insn_buf[16];
15543         struct bpf_prog *new_prog;
15544         struct bpf_map *map_ptr;
15545         int i, ret, cnt, delta = 0;
15546
15547         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
15548                 /* Make divide-by-zero exceptions impossible. */
15549                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X) ||
15550                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
15551                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X) ||
15552                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
15553                         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
15554                         bool isdiv = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV;
15555                         struct bpf_insn *patchlet;
15556                         struct bpf_insn chk_and_div[] = {
15557                                 /* [R,W]x div 0 -> 0 */
15558                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
15559                                              BPF_JNE | BPF_K, insn->src_reg,
15560                                              0, 2, 0),
15561                                 BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
15562                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
15563                                 *insn,
15564                         };
15565                         struct bpf_insn chk_and_mod[] = {
15566                                 /* [R,W]x mod 0 -> [R,W]x */
15567                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
15568                                              BPF_JEQ | BPF_K, insn->src_reg,
15569                                              0, 1 + (is64 ? 0 : 1), 0),
15570                                 *insn,
15571                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
15572                                 BPF_MOV32_REG(insn->dst_reg, insn->dst_reg),
15573                         };
15574
15575                         patchlet = isdiv ? chk_and_div : chk_and_mod;
15576                         cnt = isdiv ? ARRAY_SIZE(chk_and_div) :
15577                                       ARRAY_SIZE(chk_and_mod) - (is64 ? 2 : 0);
15578
15579                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
15580                         if (!new_prog)
15581                                 return -ENOMEM;
15582
15583                         delta    += cnt - 1;
15584                         env->prog = prog = new_prog;
15585                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
15586                         continue;
15587                 }
15588
15589                 /* Implement LD_ABS and LD_IND with a rewrite, if supported by the program type. */
15590                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LD &&
15591                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS ||
15592                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)) {
15593                         cnt = env->ops->gen_ld_abs(insn, insn_buf);
15594                         if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
15595                                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
15596                                 return -EINVAL;
15597                         }
15598
15599                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
15600                         if (!new_prog)
15601                                 return -ENOMEM;
15602
15603                         delta    += cnt - 1;
15604                         env->prog = prog = new_prog;
15605                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
15606                         continue;
15607                 }
15608
15609                 /* Rewrite pointer arithmetic to mitigate speculation attacks. */
15610                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X) ||
15611                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X)) {
15612                         const u8 code_add = BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X;
15613                         const u8 code_sub = BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X;
15614                         struct bpf_insn *patch = &insn_buf[0];
15615                         bool issrc, isneg, isimm;
15616                         u32 off_reg;
15617
15618                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
15619                         if (!aux->alu_state ||
15620                             aux->alu_state == BPF_ALU_NON_POINTER)
15621                                 continue;
15622
15623                         isneg = aux->alu_state & BPF_ALU_NEG_VALUE;
15624                         issrc = (aux->alu_state & BPF_ALU_SANITIZE) ==
15625                                 BPF_ALU_SANITIZE_SRC;
15626                         isimm = aux->alu_state & BPF_ALU_IMMEDIATE;
15627
15628                         off_reg = issrc ? insn->src_reg : insn->dst_reg;
15629                         if (isimm) {
15630                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
15631                         } else {
15632                                 if (isneg)
15633                                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
15634                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
15635                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_SUB, BPF_REG_AX, off_reg);
15636                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, BPF_REG_AX, off_reg);
15637                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_NEG, BPF_REG_AX, 0);
15638                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ARSH, BPF_REG_AX, 63);
15639                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, BPF_REG_AX, off_reg);
15640                         }
15641                         if (!issrc)
15642                                 *patch++ = BPF_MOV64_REG(insn->dst_reg, insn->src_reg);
15643                         insn->src_reg = BPF_REG_AX;
15644                         if (isneg)
15645                                 insn->code = insn->code == code_add ?
15646                                              code_sub : code_add;
15647                         *patch++ = *insn;
15648                         if (issrc && isneg && !isimm)
15649                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
15650                         cnt = patch - insn_buf;
15651
15652                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
15653                         if (!new_prog)
15654                                 return -ENOMEM;
15655
15656                         delta    += cnt - 1;
15657                         env->prog = prog = new_prog;
15658                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
15659                         continue;
15660                 }
15661
15662                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
15663                         continue;
15664                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
15665                         continue;
15666                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
15667                         ret = fixup_kfunc_call(env, insn, insn_buf, i + delta, &cnt);
15668                         if (ret)
15669                                 return ret;
15670                         if (cnt == 0)
15671                                 continue;
15672
15673                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
15674                         if (!new_prog)
15675                                 return -ENOMEM;
15676
15677                         delta    += cnt - 1;
15678                         env->prog = prog = new_prog;
15679                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
15680                         continue;
15681                 }
15682
15683                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_route_realm)
15684                         prog->dst_needed = 1;
15685                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_prandom_u32)
15686                         bpf_user_rnd_init_once();
15687                 if (insn->imm == BPF_FUNC_override_return)
15688                         prog->kprobe_override = 1;
15689                 if (insn->imm == BPF_FUNC_tail_call) {
15690                         /* If we tail call into other programs, we
15691                          * cannot make any assumptions since they can
15692                          * be replaced dynamically during runtime in
15693                          * the program array.
15694                          */
15695                         prog->cb_access = 1;
15696                         if (!allow_tail_call_in_subprogs(env))
15697                                 prog->aux->stack_depth = MAX_BPF_STACK;
15698                         prog->aux->max_pkt_offset = MAX_PACKET_OFF;
15699
15700                         /* mark bpf_tail_call as different opcode to avoid
15701                          * conditional branch in the interpreter for every normal
15702                          * call and to prevent accidental JITing by JIT compiler
15703                          * that doesn't support bpf_tail_call yet
15704                          */
15705                         insn->imm = 0;
15706                         insn->code = BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL;
15707
15708                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
15709                         if (env->bpf_capable && !prog->blinding_requested &&
15710                             prog->jit_requested &&
15711                             !bpf_map_key_poisoned(aux) &&
15712                             !bpf_map_ptr_poisoned(aux) &&
15713                             !bpf_map_ptr_unpriv(aux)) {
15714                                 struct bpf_jit_poke_descriptor desc = {
15715                                         .reason = BPF_POKE_REASON_TAIL_CALL,
15716                                         .tail_call.map = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state),
15717                                         .tail_call.key = bpf_map_key_immediate(aux),
15718                                         .insn_idx = i + delta,
15719                                 };
15720
15721                                 ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(prog, &desc);
15722                                 if (ret < 0) {
15723                                         verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
15724                                         return ret;
15725                                 }
15726
15727                                 insn->imm = ret + 1;
15728                                 continue;
15729                         }
15730
15731                         if (!bpf_map_ptr_unpriv(aux))
15732                                 continue;
15733
15734                         /* instead of changing every JIT dealing with tail_call
15735                          * emit two extra insns:
15736                          * if (index >= max_entries) goto out;
15737                          * index &= array->index_mask;
15738                          * to avoid out-of-bounds cpu speculation
15739                          */
15740                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux)) {
15741                                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
15742                                 return -EINVAL;
15743                         }
15744
15745                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
15746                         insn_buf[0] = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, BPF_REG_3,
15747                                                   map_ptr->max_entries, 2);
15748                         insn_buf[1] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, BPF_REG_3,
15749                                                     container_of(map_ptr,
15750                                                                  struct bpf_array,
15751                                                                  map)->index_mask);
15752                         insn_buf[2] = *insn;
15753                         cnt = 3;
15754                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
15755                         if (!new_prog)
15756                                 return -ENOMEM;
15757
15758                         delta    += cnt - 1;
15759                         env->prog = prog = new_prog;
15760                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
15761                         continue;
15762                 }
15763
15764                 if (insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
15765                         /* The verifier will process callback_fn as many times as necessary
15766                          * with different maps and the register states prepared by
15767                          * set_timer_callback_state will be accurate.
15768                          *
15769                          * The following use case is valid:
15770                          *   map1 is shared by prog1, prog2, prog3.
15771                          *   prog1 calls bpf_timer_init for some map1 elements
15772                          *   prog2 calls bpf_timer_set_callback for some map1 elements.
15773                          *     Those that were not bpf_timer_init-ed will return -EINVAL.
15774                          *   prog3 calls bpf_timer_start for some map1 elements.
15775                          *     Those that were not both bpf_timer_init-ed and
15776                          *     bpf_timer_set_callback-ed will return -EINVAL.
15777                          */
15778                         struct bpf_insn ld_addrs[2] = {
15779                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_3, (long)prog->aux),
15780                         };
15781
15782                         insn_buf[0] = ld_addrs[0];
15783                         insn_buf[1] = ld_addrs[1];
15784                         insn_buf[2] = *insn;
15785                         cnt = 3;
15786
15787                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
15788                         if (!new_prog)
15789                                 return -ENOMEM;
15790
15791                         delta    += cnt - 1;
15792                         env->prog = prog = new_prog;
15793                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
15794                         goto patch_call_imm;
15795                 }
15796
15797                 if (is_storage_get_function(insn->imm)) {
15798                         if (!env->prog->aux->sleepable ||
15799                             env->insn_aux_data[i + delta].storage_get_func_atomic)
15800                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_ATOMIC);
15801                         else
15802                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_KERNEL);
15803                         insn_buf[1] = *insn;
15804                         cnt = 2;
15805
15806                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
15807                         if (!new_prog)
15808                                 return -ENOMEM;
15809
15810                         delta += cnt - 1;
15811                         env->prog = prog = new_prog;
15812                         insn = new_prog->insnsi + i + delta;
15813                         goto patch_call_imm;
15814                 }
15815
15816                 /* BPF_EMIT_CALL() assumptions in some of the map_gen_lookup
15817                  * and other inlining handlers are currently limited to 64 bit
15818                  * only.
15819                  */
15820                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
15821                     (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
15822                      insn->imm == BPF_FUNC_map_update_elem ||
15823                      insn->imm == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
15824                      insn->imm == BPF_FUNC_map_push_elem   ||
15825                      insn->imm == BPF_FUNC_map_pop_elem    ||
15826                      insn->imm == BPF_FUNC_map_peek_elem   ||
15827                      insn->imm == BPF_FUNC_redirect_map    ||
15828                      insn->imm == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
15829                      insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)) {
15830                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
15831                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux))
15832                                 goto patch_call_imm;
15833
15834                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
15835                         ops = map_ptr->ops;
15836                         if (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
15837                             ops->map_gen_lookup) {
15838                                 cnt = ops->map_gen_lookup(map_ptr, insn_buf);
15839                                 if (cnt == -EOPNOTSUPP)
15840                                         goto patch_map_ops_generic;
15841                                 if (cnt <= 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
15842                                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
15843                                         return -EINVAL;
15844                                 }
15845
15846                                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta,
15847                                                                insn_buf, cnt);
15848                                 if (!new_prog)
15849                                         return -ENOMEM;
15850
15851                                 delta    += cnt - 1;
15852                                 env->prog = prog = new_prog;
15853                                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
15854                                 continue;
15855                         }
15856
15857                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_elem,
15858                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
15859                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_delete_elem,
15860                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
15861                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_update_elem,
15862                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
15863                                               u64 flags))NULL));
15864                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_push_elem,
15865                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value,
15866                                               u64 flags))NULL));
15867                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_pop_elem,
15868                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
15869                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_peek_elem,
15870                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
15871                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_redirect,
15872                                      (int (*)(struct bpf_map *map, u64 index, u64 flags))NULL));
15873                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_for_each_callback,
15874                                      (int (*)(struct bpf_map *map,
15875                                               bpf_callback_t callback_fn,
15876                                               void *callback_ctx,
15877                                               u64 flags))NULL));
15878                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_percpu_elem,
15879                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key, u32 cpu))NULL));
15880
15881 patch_map_ops_generic:
15882                         switch (insn->imm) {
15883                         case BPF_FUNC_map_lookup_elem:
15884                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_elem);
15885                                 continue;
15886                         case BPF_FUNC_map_update_elem:
15887                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_update_elem);
15888                                 continue;
15889                         case BPF_FUNC_map_delete_elem:
15890                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_delete_elem);
15891                                 continue;
15892                         case BPF_FUNC_map_push_elem:
15893                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_push_elem);
15894                                 continue;
15895                         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
15896                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_pop_elem);
15897                                 continue;
15898                         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
15899                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_peek_elem);
15900                                 continue;
15901                         case BPF_FUNC_redirect_map:
15902                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_redirect);
15903                                 continue;
15904                         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
15905                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_for_each_callback);
15906                                 continue;
15907                         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
15908                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_percpu_elem);
15909                                 continue;
15910                         }
15911
15912                         goto patch_call_imm;
15913                 }
15914
15915                 /* Implement bpf_jiffies64 inline. */
15916                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
15917                     insn->imm == BPF_FUNC_jiffies64) {
15918                         struct bpf_insn ld_jiffies_addr[2] = {
15919                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_0,
15920                                              (unsigned long)&jiffies),
15921                         };
15922
15923                         insn_buf[0] = ld_jiffies_addr[0];
15924                         insn_buf[1] = ld_jiffies_addr[1];
15925                         insn_buf[2] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0,
15926                                                   BPF_REG_0, 0);
15927                         cnt = 3;
15928
15929                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf,
15930                                                        cnt);
15931                         if (!new_prog)
15932                                 return -ENOMEM;
15933
15934                         delta    += cnt - 1;
15935                         env->prog = prog = new_prog;
15936                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
15937                         continue;
15938                 }
15939
15940                 /* Implement bpf_get_func_arg inline. */
15941                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
15942                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg) {
15943                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
15944                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
15945                         insn_buf[1] = BPF_JMP32_REG(BPF_JGE, BPF_REG_2, BPF_REG_0, 6);
15946                         insn_buf[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_2, 3);
15947                         insn_buf[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_2, BPF_REG_1);
15948                         insn_buf[4] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_2, 0);
15949                         insn_buf[5] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
15950                         insn_buf[6] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
15951                         insn_buf[7] = BPF_JMP_A(1);
15952                         insn_buf[8] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EINVAL);
15953                         cnt = 9;
15954
15955                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
15956                         if (!new_prog)
15957                                 return -ENOMEM;
15958
15959                         delta    += cnt - 1;
15960                         env->prog = prog = new_prog;
15961                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
15962                         continue;
15963                 }
15964
15965                 /* Implement bpf_get_func_ret inline. */
15966                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
15967                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ret) {
15968                         if (eatype == BPF_TRACE_FEXIT ||
15969                             eatype == BPF_MODIFY_RETURN) {
15970                                 /* Load nr_args from ctx - 8 */
15971                                 insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
15972                                 insn_buf[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_0, 3);
15973                                 insn_buf[2] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_0, BPF_REG_1);
15974                                 insn_buf[3] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
15975                                 insn_buf[4] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_2, BPF_REG_3, 0);
15976                                 insn_buf[5] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
15977                                 cnt = 6;
15978                         } else {
15979                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EOPNOTSUPP);
15980                                 cnt = 1;
15981                         }
15982
15983                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
15984                         if (!new_prog)
15985                                 return -ENOMEM;
15986
15987                         delta    += cnt - 1;
15988                         env->prog = prog = new_prog;
15989                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
15990                         continue;
15991                 }
15992
15993                 /* Implement get_func_arg_cnt inline. */
15994                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
15995                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg_cnt) {
15996                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
15997                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
15998
15999                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
16000                         if (!new_prog)
16001                                 return -ENOMEM;
16002
16003                         env->prog = prog = new_prog;
16004                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
16005                         continue;
16006                 }
16007
16008                 /* Implement bpf_get_func_ip inline. */
16009                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
16010                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ip) {
16011                         /* Load IP address from ctx - 16 */
16012                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -16);
16013
16014                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
16015                         if (!new_prog)
16016                                 return -ENOMEM;
16017
16018                         env->prog = prog = new_prog;
16019                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
16020                         continue;
16021                 }
16022
16023 patch_call_imm:
16024                 fn = env->ops->get_func_proto(insn->imm, env->prog);
16025                 /* all functions that have prototype and verifier allowed
16026                  * programs to call them, must be real in-kernel functions
16027                  */
16028                 if (!fn->func) {
16029                         verbose(env,
16030                                 "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
16031                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
16032                         return -EFAULT;
16033                 }
16034                 insn->imm = fn->func - __bpf_call_base;
16035         }
16036
16037         /* Since poke tab is now finalized, publish aux to tracker. */
16038         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
16039                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
16040                 if (!map_ptr->ops->map_poke_track ||
16041                     !map_ptr->ops->map_poke_untrack ||
16042                     !map_ptr->ops->map_poke_run) {
16043                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
16044                         return -EINVAL;
16045                 }
16046
16047                 ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, prog->aux);
16048                 if (ret < 0) {
16049                         verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
16050                         return ret;
16051                 }
16052         }
16053
16054         sort_kfunc_descs_by_imm(env->prog);
16055
16056         return 0;
16057 }
16058
16059 static struct bpf_prog *inline_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env,
16060                                         int position,
16061                                         s32 stack_base,
16062                                         u32 callback_subprogno,
16063                                         u32 *cnt)
16064 {
16065         s32 r6_offset = stack_base + 0 * BPF_REG_SIZE;
16066         s32 r7_offset = stack_base + 1 * BPF_REG_SIZE;
16067         s32 r8_offset = stack_base + 2 * BPF_REG_SIZE;
16068         int reg_loop_max = BPF_REG_6;
16069         int reg_loop_cnt = BPF_REG_7;
16070         int reg_loop_ctx = BPF_REG_8;
16071
16072         struct bpf_prog *new_prog;
16073         u32 callback_start;
16074         u32 call_insn_offset;
16075         s32 callback_offset;
16076
16077         /* This represents an inlined version of bpf_iter.c:bpf_loop,
16078          * be careful to modify this code in sync.
16079          */
16080         struct bpf_insn insn_buf[] = {
16081                 /* Return error and jump to the end of the patch if
16082                  * expected number of iterations is too big.
16083                  */
16084                 BPF_JMP_IMM(BPF_JLE, BPF_REG_1, BPF_MAX_LOOPS, 2),
16085                 BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_0, -E2BIG),
16086                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 16),
16087                 /* spill R6, R7, R8 to use these as loop vars */
16088                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_6, r6_offset),
16089                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_7, r7_offset),
16090                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_8, r8_offset),
16091                 /* initialize loop vars */
16092                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_max, BPF_REG_1),
16093                 BPF_MOV32_IMM(reg_loop_cnt, 0),
16094                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_ctx, BPF_REG_3),
16095                 /* loop header,
16096                  * if reg_loop_cnt >= reg_loop_max skip the loop body
16097                  */
16098                 BPF_JMP_REG(BPF_JGE, reg_loop_cnt, reg_loop_max, 5),
16099                 /* callback call,
16100                  * correct callback offset would be set after patching
16101                  */
16102                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, reg_loop_cnt),
16103                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, reg_loop_ctx),
16104                 BPF_CALL_REL(0),
16105                 /* increment loop counter */
16106                 BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, reg_loop_cnt, 1),
16107                 /* jump to loop header if callback returned 0 */
16108                 BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, BPF_REG_0, 0, -6),
16109                 /* return value of bpf_loop,
16110                  * set R0 to the number of iterations
16111                  */
16112                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, reg_loop_cnt),
16113                 /* restore original values of R6, R7, R8 */
16114                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_6, BPF_REG_10, r6_offset),
16115                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_7, BPF_REG_10, r7_offset),
16116                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_8, BPF_REG_10, r8_offset),
16117         };
16118
16119         *cnt = ARRAY_SIZE(insn_buf);
16120         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, position, insn_buf, *cnt);
16121         if (!new_prog)
16122                 return new_prog;
16123
16124         /* callback start is known only after patching */
16125         callback_start = env->subprog_info[callback_subprogno].start;
16126         /* Note: insn_buf[12] is an offset of BPF_CALL_REL instruction */
16127         call_insn_offset = position + 12;
16128         callback_offset = callback_start - call_insn_offset - 1;
16129         new_prog->insnsi[call_insn_offset].imm = callback_offset;
16130
16131         return new_prog;
16132 }
16133
16134 static bool is_bpf_loop_call(struct bpf_insn *insn)
16135 {
16136         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
16137                 insn->src_reg == 0 &&
16138                 insn->imm == BPF_FUNC_loop;
16139 }
16140
16141 /* For all sub-programs in the program (including main) check
16142  * insn_aux_data to see if there are bpf_loop calls that require
16143  * inlining. If such calls are found the calls are replaced with a
16144  * sequence of instructions produced by `inline_bpf_loop` function and
16145  * subprog stack_depth is increased by the size of 3 registers.
16146  * This stack space is used to spill values of the R6, R7, R8.  These
16147  * registers are used to store the loop bound, counter and context
16148  * variables.
16149  */
16150 static int optimize_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env)
16151 {
16152         struct bpf_subprog_info *subprogs = env->subprog_info;
16153         int i, cur_subprog = 0, cnt, delta = 0;
16154         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
16155         int insn_cnt = env->prog->len;
16156         u16 stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
16157         u16 stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
16158         u16 stack_depth_extra = 0;
16159
16160         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
16161                 struct bpf_loop_inline_state *inline_state =
16162                         &env->insn_aux_data[i + delta].loop_inline_state;
16163
16164                 if (is_bpf_loop_call(insn) && inline_state->fit_for_inline) {
16165                         struct bpf_prog *new_prog;
16166
16167                         stack_depth_extra = BPF_REG_SIZE * 3 + stack_depth_roundup;
16168                         new_prog = inline_bpf_loop(env,
16169                                                    i + delta,
16170                                                    -(stack_depth + stack_depth_extra),
16171                                                    inline_state->callback_subprogno,
16172                                                    &cnt);
16173                         if (!new_prog)
16174                                 return -ENOMEM;
16175
16176                         delta     += cnt - 1;
16177                         env->prog  = new_prog;
16178                         insn       = new_prog->insnsi + i + delta;
16179                 }
16180
16181                 if (subprogs[cur_subprog + 1].start == i + delta + 1) {
16182                         subprogs[cur_subprog].stack_depth += stack_depth_extra;
16183                         cur_subprog++;
16184                         stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
16185                         stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
16186                         stack_depth_extra = 0;
16187                 }
16188         }
16189
16190         env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
16191
16192         return 0;
16193 }
16194
16195 static void free_states(struct bpf_verifier_env *env)
16196 {
16197         struct bpf_verifier_state_list *sl, *sln;
16198         int i;
16199
16200         sl = env->free_list;
16201         while (sl) {
16202                 sln = sl->next;
16203                 free_verifier_state(&sl->state, false);
16204                 kfree(sl);
16205                 sl = sln;
16206         }
16207         env->free_list = NULL;
16208
16209         if (!env->explored_states)
16210                 return;
16211
16212         for (i = 0; i < state_htab_size(env); i++) {
16213                 sl = env->explored_states[i];
16214
16215                 while (sl) {
16216                         sln = sl->next;
16217                         free_verifier_state(&sl->state, false);
16218                         kfree(sl);
16219                         sl = sln;
16220                 }
16221                 env->explored_states[i] = NULL;
16222         }
16223 }
16224
16225 static int do_check_common(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
16226 {
16227         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
16228         struct bpf_verifier_state *state;
16229         struct bpf_reg_state *regs;
16230         int ret, i;
16231
16232         env->prev_linfo = NULL;
16233         env->pass_cnt++;
16234
16235         state = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state), GFP_KERNEL);
16236         if (!state)
16237                 return -ENOMEM;
16238         state->curframe = 0;
16239         state->speculative = false;
16240         state->branches = 1;
16241         state->frame[0] = kzalloc(sizeof(struct bpf_func_state), GFP_KERNEL);
16242         if (!state->frame[0]) {
16243                 kfree(state);
16244                 return -ENOMEM;
16245         }
16246         env->cur_state = state;
16247         init_func_state(env, state->frame[0],
16248                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
16249                         0 /* frameno */,
16250                         subprog);
16251         state->first_insn_idx = env->subprog_info[subprog].start;
16252         state->last_insn_idx = -1;
16253
16254         regs = state->frame[state->curframe]->regs;
16255         if (subprog || env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
16256                 ret = btf_prepare_func_args(env, subprog, regs);
16257                 if (ret)
16258                         goto out;
16259                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
16260                         if (regs[i].type == PTR_TO_CTX)
16261                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
16262                         else if (regs[i].type == SCALAR_VALUE)
16263                                 mark_reg_unknown(env, regs, i);
16264                         else if (base_type(regs[i].type) == PTR_TO_MEM) {
16265                                 const u32 mem_size = regs[i].mem_size;
16266
16267                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
16268                                 regs[i].mem_size = mem_size;
16269                                 regs[i].id = ++env->id_gen;
16270                         }
16271                 }
16272         } else {
16273                 /* 1st arg to a function */
16274                 regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_CTX;
16275                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_1);
16276                 ret = btf_check_subprog_arg_match(env, subprog, regs);
16277                 if (ret == -EFAULT)
16278                         /* unlikely verifier bug. abort.
16279                          * ret == 0 and ret < 0 are sadly acceptable for
16280                          * main() function due to backward compatibility.
16281                          * Like socket filter program may be written as:
16282                          * int bpf_prog(struct pt_regs *ctx)
16283                          * and never dereference that ctx in the program.
16284                          * 'struct pt_regs' is a type mismatch for socket
16285                          * filter that should be using 'struct __sk_buff'.
16286                          */
16287                         goto out;
16288         }
16289
16290         ret = do_check(env);
16291 out:
16292         /* check for NULL is necessary, since cur_state can be freed inside
16293          * do_check() under memory pressure.
16294          */
16295         if (env->cur_state) {
16296                 free_verifier_state(env->cur_state, true);
16297                 env->cur_state = NULL;
16298         }
16299         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
16300         if (!ret && pop_log)
16301                 bpf_vlog_reset(&env->log, 0);
16302         free_states(env);
16303         return ret;
16304 }
16305
16306 /* Verify all global functions in a BPF program one by one based on their BTF.
16307  * All global functions must pass verification. Otherwise the whole program is rejected.
16308  * Consider:
16309  * int bar(int);
16310  * int foo(int f)
16311  * {
16312  *    return bar(f);
16313  * }
16314  * int bar(int b)
16315  * {
16316  *    ...
16317  * }
16318  * foo() will be verified first for R1=any_scalar_value. During verification it
16319  * will be assumed that bar() already verified successfully and call to bar()
16320  * from foo() will be checked for type match only. Later bar() will be verified
16321  * independently to check that it's safe for R1=any_scalar_value.
16322  */
16323 static int do_check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
16324 {
16325         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
16326         int i, ret;
16327
16328         if (!aux->func_info)
16329                 return 0;
16330
16331         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
16332                 if (aux->func_info_aux[i].linkage != BTF_FUNC_GLOBAL)
16333                         continue;
16334                 env->insn_idx = env->subprog_info[i].start;
16335                 WARN_ON_ONCE(env->insn_idx == 0);
16336                 ret = do_check_common(env, i);
16337                 if (ret) {
16338                         return ret;
16339                 } else if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
16340                         verbose(env,
16341                                 "Func#%d is safe for any args that match its prototype\n",
16342                                 i);
16343                 }
16344         }
16345         return 0;
16346 }
16347
16348 static int do_check_main(struct bpf_verifier_env *env)
16349 {
16350         int ret;
16351
16352         env->insn_idx = 0;
16353         ret = do_check_common(env, 0);
16354         if (!ret)
16355                 env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
16356         return ret;
16357 }
16358
16359
16360 static void print_verification_stats(struct bpf_verifier_env *env)
16361 {
16362         int i;
16363
16364         if (env->log.level & BPF_LOG_STATS) {
16365                 verbose(env, "verification time %lld usec\n",
16366                         div_u64(env->verification_time, 1000));
16367                 verbose(env, "stack depth ");
16368                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
16369                         u32 depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
16370
16371                         verbose(env, "%d", depth);
16372                         if (i + 1 < env->subprog_cnt)
16373                                 verbose(env, "+");
16374                 }
16375                 verbose(env, "\n");
16376         }
16377         verbose(env, "processed %d insns (limit %d) max_states_per_insn %d "
16378                 "total_states %d peak_states %d mark_read %d\n",
16379                 env->insn_processed, BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS,
16380                 env->max_states_per_insn, env->total_states,
16381                 env->peak_states, env->longest_mark_read_walk);
16382 }
16383
16384 static int check_struct_ops_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
16385 {
16386         const struct btf_type *t, *func_proto;
16387         const struct bpf_struct_ops *st_ops;
16388         const struct btf_member *member;
16389         struct bpf_prog *prog = env->prog;
16390         u32 btf_id, member_idx;
16391         const char *mname;
16392
16393         if (!prog->gpl_compatible) {
16394                 verbose(env, "struct ops programs must have a GPL compatible license\n");
16395                 return -EINVAL;
16396         }
16397
16398         btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
16399         st_ops = bpf_struct_ops_find(btf_id);
16400         if (!st_ops) {
16401                 verbose(env, "attach_btf_id %u is not a supported struct\n",
16402                         btf_id);
16403                 return -ENOTSUPP;
16404         }
16405
16406         t = st_ops->type;
16407         member_idx = prog->expected_attach_type;
16408         if (member_idx >= btf_type_vlen(t)) {
16409                 verbose(env, "attach to invalid member idx %u of struct %s\n",
16410                         member_idx, st_ops->name);
16411                 return -EINVAL;
16412         }
16413
16414         member = &btf_type_member(t)[member_idx];
16415         mname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, member->name_off);
16416         func_proto = btf_type_resolve_func_ptr(btf_vmlinux, member->type,
16417                                                NULL);
16418         if (!func_proto) {
16419                 verbose(env, "attach to invalid member %s(@idx %u) of struct %s\n",
16420                         mname, member_idx, st_ops->name);
16421                 return -EINVAL;
16422         }
16423
16424         if (st_ops->check_member) {
16425                 int err = st_ops->check_member(t, member);
16426
16427                 if (err) {
16428                         verbose(env, "attach to unsupported member %s of struct %s\n",
16429                                 mname, st_ops->name);
16430                         return err;
16431                 }
16432         }
16433
16434         prog->aux->attach_func_proto = func_proto;
16435         prog->aux->attach_func_name = mname;
16436         env->ops = st_ops->verifier_ops;
16437
16438         return 0;
16439 }
16440 #define SECURITY_PREFIX "security_"
16441
16442 static int check_attach_modify_return(unsigned long addr, const char *func_name)
16443 {
16444         if (within_error_injection_list(addr) ||
16445             !strncmp(SECURITY_PREFIX, func_name, sizeof(SECURITY_PREFIX) - 1))
16446                 return 0;
16447
16448         return -EINVAL;
16449 }
16450
16451 /* list of non-sleepable functions that are otherwise on
16452  * ALLOW_ERROR_INJECTION list
16453  */
16454 BTF_SET_START(btf_non_sleepable_error_inject)
16455 /* Three functions below can be called from sleepable and non-sleepable context.
16456  * Assume non-sleepable from bpf safety point of view.
16457  */
16458 BTF_ID(func, __filemap_add_folio)
16459 BTF_ID(func, should_fail_alloc_page)
16460 BTF_ID(func, should_failslab)
16461 BTF_SET_END(btf_non_sleepable_error_inject)
16462
16463 static int check_non_sleepable_error_inject(u32 btf_id)
16464 {
16465         return btf_id_set_contains(&btf_non_sleepable_error_inject, btf_id);
16466 }
16467
16468 int bpf_check_attach_target(struct bpf_verifier_log *log,
16469                             const struct bpf_prog *prog,
16470                             const struct bpf_prog *tgt_prog,
16471                             u32 btf_id,
16472                             struct bpf_attach_target_info *tgt_info)
16473 {
16474         bool prog_extension = prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT;
16475         const char prefix[] = "btf_trace_";
16476         int ret = 0, subprog = -1, i;
16477         const struct btf_type *t;
16478         bool conservative = true;
16479         const char *tname;
16480         struct btf *btf;
16481         long addr = 0;
16482
16483         if (!btf_id) {
16484                 bpf_log(log, "Tracing programs must provide btf_id\n");
16485                 return -EINVAL;
16486         }
16487         btf = tgt_prog ? tgt_prog->aux->btf : prog->aux->attach_btf;
16488         if (!btf) {
16489                 bpf_log(log,
16490                         "FENTRY/FEXIT program can only be attached to another program annotated with BTF\n");
16491                 return -EINVAL;
16492         }
16493         t = btf_type_by_id(btf, btf_id);
16494         if (!t) {
16495                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u is invalid\n", btf_id);
16496                 return -EINVAL;
16497         }
16498         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
16499         if (!tname) {
16500                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u doesn't have a name\n", btf_id);
16501                 return -EINVAL;
16502         }
16503         if (tgt_prog) {
16504                 struct bpf_prog_aux *aux = tgt_prog->aux;
16505
16506                 for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++)
16507                         if (aux->func_info[i].type_id == btf_id) {
16508                                 subprog = i;
16509                                 break;
16510                         }
16511                 if (subprog == -1) {
16512                         bpf_log(log, "Subprog %s doesn't exist\n", tname);
16513                         return -EINVAL;
16514                 }
16515                 conservative = aux->func_info_aux[subprog].unreliable;
16516                 if (prog_extension) {
16517                         if (conservative) {
16518                                 bpf_log(log,
16519                                         "Cannot replace static functions\n");
16520                                 return -EINVAL;
16521                         }
16522                         if (!prog->jit_requested) {
16523                                 bpf_log(log,
16524                                         "Extension programs should be JITed\n");
16525                                 return -EINVAL;
16526                         }
16527                 }
16528                 if (!tgt_prog->jited) {
16529                         bpf_log(log, "Can attach to only JITed progs\n");
16530                         return -EINVAL;
16531                 }
16532                 if (tgt_prog->type == prog->type) {
16533                         /* Cannot fentry/fexit another fentry/fexit program.
16534                          * Cannot attach program extension to another extension.
16535                          * It's ok to attach fentry/fexit to extension program.
16536                          */
16537                         bpf_log(log, "Cannot recursively attach\n");
16538                         return -EINVAL;
16539                 }
16540                 if (tgt_prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
16541                     prog_extension &&
16542                     (tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FENTRY ||
16543                      tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FEXIT)) {
16544                         /* Program extensions can extend all program types
16545                          * except fentry/fexit. The reason is the following.
16546                          * The fentry/fexit programs are used for performance
16547                          * analysis, stats and can be attached to any program
16548                          * type except themselves. When extension program is
16549                          * replacing XDP function it is necessary to allow
16550                          * performance analysis of all functions. Both original
16551                          * XDP program and its program extension. Hence
16552                          * attaching fentry/fexit to BPF_PROG_TYPE_EXT is
16553                          * allowed. If extending of fentry/fexit was allowed it
16554                          * would be possible to create long call chain
16555                          * fentry->extension->fentry->extension beyond
16556                          * reasonable stack size. Hence extending fentry is not
16557                          * allowed.
16558                          */
16559                         bpf_log(log, "Cannot extend fentry/fexit\n");
16560                         return -EINVAL;
16561                 }
16562         } else {
16563                 if (prog_extension) {
16564                         bpf_log(log, "Cannot replace kernel functions\n");
16565                         return -EINVAL;
16566                 }
16567         }
16568
16569         switch (prog->expected_attach_type) {
16570         case BPF_TRACE_RAW_TP:
16571                 if (tgt_prog) {
16572                         bpf_log(log,
16573                                 "Only FENTRY/FEXIT progs are attachable to another BPF prog\n");
16574                         return -EINVAL;
16575                 }
16576                 if (!btf_type_is_typedef(t)) {
16577                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a typedef\n",
16578                                 btf_id);
16579                         return -EINVAL;
16580                 }
16581                 if (strncmp(prefix, tname, sizeof(prefix) - 1)) {
16582                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u points to wrong type name %s\n",
16583                                 btf_id, tname);
16584                         return -EINVAL;
16585                 }
16586                 tname += sizeof(prefix) - 1;
16587                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
16588                 if (!btf_type_is_ptr(t))
16589                         /* should never happen in valid vmlinux build */
16590                         return -EINVAL;
16591                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
16592                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
16593                         /* should never happen in valid vmlinux build */
16594                         return -EINVAL;
16595
16596                 break;
16597         case BPF_TRACE_ITER:
16598                 if (!btf_type_is_func(t)) {
16599                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
16600                                 btf_id);
16601                         return -EINVAL;
16602                 }
16603                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
16604                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
16605                         return -EINVAL;
16606                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
16607                 if (ret)
16608                         return ret;
16609                 break;
16610         default:
16611                 if (!prog_extension)
16612                         return -EINVAL;
16613                 fallthrough;
16614         case BPF_MODIFY_RETURN:
16615         case BPF_LSM_MAC:
16616         case BPF_LSM_CGROUP:
16617         case BPF_TRACE_FENTRY:
16618         case BPF_TRACE_FEXIT:
16619                 if (!btf_type_is_func(t)) {
16620                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
16621                                 btf_id);
16622                         return -EINVAL;
16623                 }
16624                 if (prog_extension &&
16625                     btf_check_type_match(log, prog, btf, t))
16626                         return -EINVAL;
16627                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
16628                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
16629                         return -EINVAL;
16630
16631                 if ((prog->aux->saved_dst_prog_type || prog->aux->saved_dst_attach_type) &&
16632                     (!tgt_prog || prog->aux->saved_dst_prog_type != tgt_prog->type ||
16633                      prog->aux->saved_dst_attach_type != tgt_prog->expected_attach_type))
16634                         return -EINVAL;
16635
16636                 if (tgt_prog && conservative)
16637                         t = NULL;
16638
16639                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
16640                 if (ret < 0)
16641                         return ret;
16642
16643                 if (tgt_prog) {
16644                         if (subprog == 0)
16645                                 addr = (long) tgt_prog->bpf_func;
16646                         else
16647                                 addr = (long) tgt_prog->aux->func[subprog]->bpf_func;
16648                 } else {
16649                         addr = kallsyms_lookup_name(tname);
16650                         if (!addr) {
16651                                 bpf_log(log,
16652                                         "The address of function %s cannot be found\n",
16653                                         tname);
16654                                 return -ENOENT;
16655                         }
16656                 }
16657
16658                 if (prog->aux->sleepable) {
16659                         ret = -EINVAL;
16660                         switch (prog->type) {
16661                         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
16662
16663                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can be sleepable if they are
16664                                  * attached to ALLOW_ERROR_INJECTION and are not in denylist.
16665                                  */
16666                                 if (!check_non_sleepable_error_inject(btf_id) &&
16667                                     within_error_injection_list(addr))
16668                                         ret = 0;
16669                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can also be sleepable if they are
16670                                  * in the fmodret id set with the KF_SLEEPABLE flag.
16671                                  */
16672                                 else {
16673                                         u32 *flags = btf_kfunc_is_modify_return(btf, btf_id);
16674
16675                                         if (flags && (*flags & KF_SLEEPABLE))
16676                                                 ret = 0;
16677                                 }
16678                                 break;
16679                         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
16680                                 /* LSM progs check that they are attached to bpf_lsm_*() funcs.
16681                                  * Only some of them are sleepable.
16682                                  */
16683                                 if (bpf_lsm_is_sleepable_hook(btf_id))
16684                                         ret = 0;
16685                                 break;
16686                         default:
16687                                 break;
16688                         }
16689                         if (ret) {
16690                                 bpf_log(log, "%s is not sleepable\n", tname);
16691                                 return ret;
16692                         }
16693                 } else if (prog->expected_attach_type == BPF_MODIFY_RETURN) {
16694                         if (tgt_prog) {
16695                                 bpf_log(log, "can't modify return codes of BPF programs\n");
16696                                 return -EINVAL;
16697                         }
16698                         ret = -EINVAL;
16699                         if (btf_kfunc_is_modify_return(btf, btf_id) ||
16700                             !check_attach_modify_return(addr, tname))
16701                                 ret = 0;
16702                         if (ret) {
16703                                 bpf_log(log, "%s() is not modifiable\n", tname);
16704                                 return ret;
16705                         }
16706                 }
16707
16708                 break;
16709         }
16710         tgt_info->tgt_addr = addr;
16711         tgt_info->tgt_name = tname;
16712         tgt_info->tgt_type = t;
16713         return 0;
16714 }
16715
16716 BTF_SET_START(btf_id_deny)
16717 BTF_ID_UNUSED
16718 #ifdef CONFIG_SMP
16719 BTF_ID(func, migrate_disable)
16720 BTF_ID(func, migrate_enable)
16721 #endif
16722 #if !defined CONFIG_PREEMPT_RCU && !defined CONFIG_TINY_RCU
16723 BTF_ID(func, rcu_read_unlock_strict)
16724 #endif
16725 BTF_SET_END(btf_id_deny)
16726
16727 static int check_attach_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
16728 {
16729         struct bpf_prog *prog = env->prog;
16730         struct bpf_prog *tgt_prog = prog->aux->dst_prog;
16731         struct bpf_attach_target_info tgt_info = {};
16732         u32 btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
16733         struct bpf_trampoline *tr;
16734         int ret;
16735         u64 key;
16736
16737         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_SYSCALL) {
16738                 if (prog->aux->sleepable)
16739                         /* attach_btf_id checked to be zero already */
16740                         return 0;
16741                 verbose(env, "Syscall programs can only be sleepable\n");
16742                 return -EINVAL;
16743         }
16744
16745         if (prog->aux->sleepable && prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
16746             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM && prog->type != BPF_PROG_TYPE_KPROBE) {
16747                 verbose(env, "Only fentry/fexit/fmod_ret, lsm, and kprobe/uprobe programs can be sleepable\n");
16748                 return -EINVAL;
16749         }
16750
16751         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS)
16752                 return check_struct_ops_btf_id(env);
16753
16754         if (prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
16755             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM &&
16756             prog->type != BPF_PROG_TYPE_EXT)
16757                 return 0;
16758
16759         ret = bpf_check_attach_target(&env->log, prog, tgt_prog, btf_id, &tgt_info);
16760         if (ret)
16761                 return ret;
16762
16763         if (tgt_prog && prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
16764                 /* to make freplace equivalent to their targets, they need to
16765                  * inherit env->ops and expected_attach_type for the rest of the
16766                  * verification
16767                  */
16768                 env->ops = bpf_verifier_ops[tgt_prog->type];
16769                 prog->expected_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
16770         }
16771
16772         /* store info about the attachment target that will be used later */
16773         prog->aux->attach_func_proto = tgt_info.tgt_type;
16774         prog->aux->attach_func_name = tgt_info.tgt_name;
16775
16776         if (tgt_prog) {
16777                 prog->aux->saved_dst_prog_type = tgt_prog->type;
16778                 prog->aux->saved_dst_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
16779         }
16780
16781         if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_RAW_TP) {
16782                 prog->aux->attach_btf_trace = true;
16783                 return 0;
16784         } else if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_ITER) {
16785                 if (!bpf_iter_prog_supported(prog))
16786                         return -EINVAL;
16787                 return 0;
16788         }
16789
16790         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM) {
16791                 ret = bpf_lsm_verify_prog(&env->log, prog);
16792                 if (ret < 0)
16793                         return ret;
16794         } else if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
16795                    btf_id_set_contains(&btf_id_deny, btf_id)) {
16796                 return -EINVAL;
16797         }
16798
16799         key = bpf_trampoline_compute_key(tgt_prog, prog->aux->attach_btf, btf_id);
16800         tr = bpf_trampoline_get(key, &tgt_info);
16801         if (!tr)
16802                 return -ENOMEM;
16803
16804         prog->aux->dst_trampoline = tr;
16805         return 0;
16806 }
16807
16808 struct btf *bpf_get_btf_vmlinux(void)
16809 {
16810         if (!btf_vmlinux && IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_INFO_BTF)) {
16811                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
16812                 if (!btf_vmlinux)
16813                         btf_vmlinux = btf_parse_vmlinux();
16814                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
16815         }
16816         return btf_vmlinux;
16817 }
16818
16819 int bpf_check(struct bpf_prog **prog, union bpf_attr *attr, bpfptr_t uattr)
16820 {
16821         u64 start_time = ktime_get_ns();
16822         struct bpf_verifier_env *env;
16823         struct bpf_verifier_log *log;
16824         int i, len, ret = -EINVAL;
16825         bool is_priv;
16826
16827         /* no program is valid */
16828         if (ARRAY_SIZE(bpf_verifier_ops) == 0)
16829                 return -EINVAL;
16830
16831         /* 'struct bpf_verifier_env' can be global, but since it's not small,
16832          * allocate/free it every time bpf_check() is called
16833          */
16834         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
16835         if (!env)
16836                 return -ENOMEM;
16837         log = &env->log;
16838
16839         len = (*prog)->len;
16840         env->insn_aux_data =
16841                 vzalloc(array_size(sizeof(struct bpf_insn_aux_data), len));
16842         ret = -ENOMEM;
16843         if (!env->insn_aux_data)
16844                 goto err_free_env;
16845         for (i = 0; i < len; i++)
16846                 env->insn_aux_data[i].orig_idx = i;
16847         env->prog = *prog;
16848         env->ops = bpf_verifier_ops[env->prog->type];
16849         env->fd_array = make_bpfptr(attr->fd_array, uattr.is_kernel);
16850         is_priv = bpf_capable();
16851
16852         bpf_get_btf_vmlinux();
16853
16854         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
16855         if (!is_priv)
16856                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
16857
16858         if (attr->log_level || attr->log_buf || attr->log_size) {
16859                 /* user requested verbose verifier output
16860                  * and supplied buffer to store the verification trace
16861                  */
16862                 log->level = attr->log_level;
16863                 log->ubuf = (char __user *) (unsigned long) attr->log_buf;
16864                 log->len_total = attr->log_size;
16865
16866                 /* log attributes have to be sane */
16867                 if (!bpf_verifier_log_attr_valid(log)) {
16868                         ret = -EINVAL;
16869                         goto err_unlock;
16870                 }
16871         }
16872
16873         mark_verifier_state_clean(env);
16874
16875         if (IS_ERR(btf_vmlinux)) {
16876                 /* Either gcc or pahole or kernel are broken. */
16877                 verbose(env, "in-kernel BTF is malformed\n");
16878                 ret = PTR_ERR(btf_vmlinux);
16879                 goto skip_full_check;
16880         }
16881
16882         env->strict_alignment = !!(attr->prog_flags & BPF_F_STRICT_ALIGNMENT);
16883         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS))
16884                 env->strict_alignment = true;
16885         if (attr->prog_flags & BPF_F_ANY_ALIGNMENT)
16886                 env->strict_alignment = false;
16887
16888         env->allow_ptr_leaks = bpf_allow_ptr_leaks();
16889         env->allow_uninit_stack = bpf_allow_uninit_stack();
16890         env->bypass_spec_v1 = bpf_bypass_spec_v1();
16891         env->bypass_spec_v4 = bpf_bypass_spec_v4();
16892         env->bpf_capable = bpf_capable();
16893         env->rcu_tag_supported = btf_vmlinux &&
16894                 btf_find_by_name_kind(btf_vmlinux, "rcu", BTF_KIND_TYPE_TAG) > 0;
16895
16896         if (is_priv)
16897                 env->test_state_freq = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_STATE_FREQ;
16898
16899         env->explored_states = kvcalloc(state_htab_size(env),
16900                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
16901                                        GFP_USER);
16902         ret = -ENOMEM;
16903         if (!env->explored_states)
16904                 goto skip_full_check;
16905
16906         ret = add_subprog_and_kfunc(env);
16907         if (ret < 0)
16908                 goto skip_full_check;
16909
16910         ret = check_subprogs(env);
16911         if (ret < 0)
16912                 goto skip_full_check;
16913
16914         ret = check_btf_info(env, attr, uattr);
16915         if (ret < 0)
16916                 goto skip_full_check;
16917
16918         ret = check_attach_btf_id(env);
16919         if (ret)
16920                 goto skip_full_check;
16921
16922         ret = resolve_pseudo_ldimm64(env);
16923         if (ret < 0)
16924                 goto skip_full_check;
16925
16926         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
16927                 ret = bpf_prog_offload_verifier_prep(env->prog);
16928                 if (ret)
16929                         goto skip_full_check;
16930         }
16931
16932         ret = check_cfg(env);
16933         if (ret < 0)
16934                 goto skip_full_check;
16935
16936         ret = do_check_subprogs(env);
16937         ret = ret ?: do_check_main(env);
16938
16939         if (ret == 0 && bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
16940                 ret = bpf_prog_offload_finalize(env);
16941
16942 skip_full_check:
16943         kvfree(env->explored_states);
16944
16945         if (ret == 0)
16946                 ret = check_max_stack_depth(env);
16947
16948         /* instruction rewrites happen after this point */
16949         if (ret == 0)
16950                 ret = optimize_bpf_loop(env);
16951
16952         if (is_priv) {
16953                 if (ret == 0)
16954                         opt_hard_wire_dead_code_branches(env);
16955                 if (ret == 0)
16956                         ret = opt_remove_dead_code(env);
16957                 if (ret == 0)
16958                         ret = opt_remove_nops(env);
16959         } else {
16960                 if (ret == 0)
16961                         sanitize_dead_code(env);
16962         }
16963
16964         if (ret == 0)
16965                 /* program is valid, convert *(u32*)(ctx + off) accesses */
16966                 ret = convert_ctx_accesses(env);
16967
16968         if (ret == 0)
16969                 ret = do_misc_fixups(env);
16970
16971         /* do 32-bit optimization after insn patching has done so those patched
16972          * insns could be handled correctly.
16973          */
16974         if (ret == 0 && !bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
16975                 ret = opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(env, attr);
16976                 env->prog->aux->verifier_zext = bpf_jit_needs_zext() ? !ret
16977                                                                      : false;
16978         }
16979
16980         if (ret == 0)
16981                 ret = fixup_call_args(env);
16982
16983         env->verification_time = ktime_get_ns() - start_time;
16984         print_verification_stats(env);
16985         env->prog->aux->verified_insns = env->insn_processed;
16986
16987         if (log->level && bpf_verifier_log_full(log))
16988                 ret = -ENOSPC;
16989         if (log->level && !log->ubuf) {
16990                 ret = -EFAULT;
16991                 goto err_release_maps;
16992         }
16993
16994         if (ret)
16995                 goto err_release_maps;
16996
16997         if (env->used_map_cnt) {
16998                 /* if program passed verifier, update used_maps in bpf_prog_info */
16999                 env->prog->aux->used_maps = kmalloc_array(env->used_map_cnt,
17000                                                           sizeof(env->used_maps[0]),
17001                                                           GFP_KERNEL);
17002
17003                 if (!env->prog->aux->used_maps) {
17004                         ret = -ENOMEM;
17005                         goto err_release_maps;
17006                 }
17007
17008                 memcpy(env->prog->aux->used_maps, env->used_maps,
17009                        sizeof(env->used_maps[0]) * env->used_map_cnt);
17010                 env->prog->aux->used_map_cnt = env->used_map_cnt;
17011         }
17012         if (env->used_btf_cnt) {
17013                 /* if program passed verifier, update used_btfs in bpf_prog_aux */
17014                 env->prog->aux->used_btfs = kmalloc_array(env->used_btf_cnt,
17015                                                           sizeof(env->used_btfs[0]),
17016                                                           GFP_KERNEL);
17017                 if (!env->prog->aux->used_btfs) {
17018                         ret = -ENOMEM;
17019                         goto err_release_maps;
17020                 }
17021
17022                 memcpy(env->prog->aux->used_btfs, env->used_btfs,
17023                        sizeof(env->used_btfs[0]) * env->used_btf_cnt);
17024                 env->prog->aux->used_btf_cnt = env->used_btf_cnt;
17025         }
17026         if (env->used_map_cnt || env->used_btf_cnt) {
17027                 /* program is valid. Convert pseudo bpf_ld_imm64 into generic
17028                  * bpf_ld_imm64 instructions
17029                  */
17030                 convert_pseudo_ld_imm64(env);
17031         }
17032
17033         adjust_btf_func(env);
17034
17035 err_release_maps:
17036         if (!env->prog->aux->used_maps)
17037                 /* if we didn't copy map pointers into bpf_prog_info, release
17038                  * them now. Otherwise free_used_maps() will release them.
17039                  */
17040                 release_maps(env);
17041         if (!env->prog->aux->used_btfs)
17042                 release_btfs(env);
17043
17044         /* extension progs temporarily inherit the attach_type of their targets
17045            for verification purposes, so set it back to zero before returning
17046          */
17047         if (env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT)
17048                 env->prog->expected_attach_type = 0;
17049
17050         *prog = env->prog;
17051 err_unlock:
17052         if (!is_priv)
17053                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
17054         vfree(env->insn_aux_data);
17055 err_free_env:
17056         kfree(env);
17057         return ret;
17058 }