bpf: Ensure proper register state printing for cond jumps
[platform/kernel/linux-rpi.git] / kernel / bpf / verifier.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /* Copyright (c) 2011-2014 PLUMgrid, http://plumgrid.com
3  * Copyright (c) 2016 Facebook
4  * Copyright (c) 2018 Covalent IO, Inc. http://covalent.io
5  */
6 #include <uapi/linux/btf.h>
7 #include <linux/bpf-cgroup.h>
8 #include <linux/kernel.h>
9 #include <linux/types.h>
10 #include <linux/slab.h>
11 #include <linux/bpf.h>
12 #include <linux/btf.h>
13 #include <linux/bpf_verifier.h>
14 #include <linux/filter.h>
15 #include <net/netlink.h>
16 #include <linux/file.h>
17 #include <linux/vmalloc.h>
18 #include <linux/stringify.h>
19 #include <linux/bsearch.h>
20 #include <linux/sort.h>
21 #include <linux/perf_event.h>
22 #include <linux/ctype.h>
23 #include <linux/error-injection.h>
24 #include <linux/bpf_lsm.h>
25 #include <linux/btf_ids.h>
26 #include <linux/poison.h>
27 #include <linux/module.h>
28 #include <linux/cpumask.h>
29 #include <net/xdp.h>
30
31 #include "disasm.h"
32
33 static const struct bpf_verifier_ops * const bpf_verifier_ops[] = {
34 #define BPF_PROG_TYPE(_id, _name, prog_ctx_type, kern_ctx_type) \
35         [_id] = & _name ## _verifier_ops,
36 #define BPF_MAP_TYPE(_id, _ops)
37 #define BPF_LINK_TYPE(_id, _name)
38 #include <linux/bpf_types.h>
39 #undef BPF_PROG_TYPE
40 #undef BPF_MAP_TYPE
41 #undef BPF_LINK_TYPE
42 };
43
44 /* bpf_check() is a static code analyzer that walks eBPF program
45  * instruction by instruction and updates register/stack state.
46  * All paths of conditional branches are analyzed until 'bpf_exit' insn.
47  *
48  * The first pass is depth-first-search to check that the program is a DAG.
49  * It rejects the following programs:
50  * - larger than BPF_MAXINSNS insns
51  * - if loop is present (detected via back-edge)
52  * - unreachable insns exist (shouldn't be a forest. program = one function)
53  * - out of bounds or malformed jumps
54  * The second pass is all possible path descent from the 1st insn.
55  * Since it's analyzing all paths through the program, the length of the
56  * analysis is limited to 64k insn, which may be hit even if total number of
57  * insn is less then 4K, but there are too many branches that change stack/regs.
58  * Number of 'branches to be analyzed' is limited to 1k
59  *
60  * On entry to each instruction, each register has a type, and the instruction
61  * changes the types of the registers depending on instruction semantics.
62  * If instruction is BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_5), then type of R5 is
63  * copied to R1.
64  *
65  * All registers are 64-bit.
66  * R0 - return register
67  * R1-R5 argument passing registers
68  * R6-R9 callee saved registers
69  * R10 - frame pointer read-only
70  *
71  * At the start of BPF program the register R1 contains a pointer to bpf_context
72  * and has type PTR_TO_CTX.
73  *
74  * Verifier tracks arithmetic operations on pointers in case:
75  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_10),
76  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_1, -20),
77  * 1st insn copies R10 (which has FRAME_PTR) type into R1
78  * and 2nd arithmetic instruction is pattern matched to recognize
79  * that it wants to construct a pointer to some element within stack.
80  * So after 2nd insn, the register R1 has type PTR_TO_STACK
81  * (and -20 constant is saved for further stack bounds checking).
82  * Meaning that this reg is a pointer to stack plus known immediate constant.
83  *
84  * Most of the time the registers have SCALAR_VALUE type, which
85  * means the register has some value, but it's not a valid pointer.
86  * (like pointer plus pointer becomes SCALAR_VALUE type)
87  *
88  * When verifier sees load or store instructions the type of base register
89  * can be: PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_CTX, PTR_TO_STACK, PTR_TO_SOCKET. These are
90  * four pointer types recognized by check_mem_access() function.
91  *
92  * PTR_TO_MAP_VALUE means that this register is pointing to 'map element value'
93  * and the range of [ptr, ptr + map's value_size) is accessible.
94  *
95  * registers used to pass values to function calls are checked against
96  * function argument constraints.
97  *
98  * ARG_PTR_TO_MAP_KEY is one of such argument constraints.
99  * It means that the register type passed to this function must be
100  * PTR_TO_STACK and it will be used inside the function as
101  * 'pointer to map element key'
102  *
103  * For example the argument constraints for bpf_map_lookup_elem():
104  *   .ret_type = RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL,
105  *   .arg1_type = ARG_CONST_MAP_PTR,
106  *   .arg2_type = ARG_PTR_TO_MAP_KEY,
107  *
108  * ret_type says that this function returns 'pointer to map elem value or null'
109  * function expects 1st argument to be a const pointer to 'struct bpf_map' and
110  * 2nd argument should be a pointer to stack, which will be used inside
111  * the helper function as a pointer to map element key.
112  *
113  * On the kernel side the helper function looks like:
114  * u64 bpf_map_lookup_elem(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5)
115  * {
116  *    struct bpf_map *map = (struct bpf_map *) (unsigned long) r1;
117  *    void *key = (void *) (unsigned long) r2;
118  *    void *value;
119  *
120  *    here kernel can access 'key' and 'map' pointers safely, knowing that
121  *    [key, key + map->key_size) bytes are valid and were initialized on
122  *    the stack of eBPF program.
123  * }
124  *
125  * Corresponding eBPF program may look like:
126  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, BPF_REG_10),  // after this insn R2 type is FRAME_PTR
127  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_2, -4), // after this insn R2 type is PTR_TO_STACK
128  *    BPF_LD_MAP_FD(BPF_REG_1, map_fd),      // after this insn R1 type is CONST_PTR_TO_MAP
129  *    BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0, BPF_FUNC_map_lookup_elem),
130  * here verifier looks at prototype of map_lookup_elem() and sees:
131  * .arg1_type == ARG_CONST_MAP_PTR and R1->type == CONST_PTR_TO_MAP, which is ok,
132  * Now verifier knows that this map has key of R1->map_ptr->key_size bytes
133  *
134  * Then .arg2_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY and R2->type == PTR_TO_STACK, ok so far,
135  * Now verifier checks that [R2, R2 + map's key_size) are within stack limits
136  * and were initialized prior to this call.
137  * If it's ok, then verifier allows this BPF_CALL insn and looks at
138  * .ret_type which is RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, so it sets
139  * R0->type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL which means bpf_map_lookup_elem() function
140  * returns either pointer to map value or NULL.
141  *
142  * When type PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL passes through 'if (reg != 0) goto +off'
143  * insn, the register holding that pointer in the true branch changes state to
144  * PTR_TO_MAP_VALUE and the same register changes state to CONST_IMM in the false
145  * branch. See check_cond_jmp_op().
146  *
147  * After the call R0 is set to return type of the function and registers R1-R5
148  * are set to NOT_INIT to indicate that they are no longer readable.
149  *
150  * The following reference types represent a potential reference to a kernel
151  * resource which, after first being allocated, must be checked and freed by
152  * the BPF program:
153  * - PTR_TO_SOCKET_OR_NULL, PTR_TO_SOCKET
154  *
155  * When the verifier sees a helper call return a reference type, it allocates a
156  * pointer id for the reference and stores it in the current function state.
157  * Similar to the way that PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL is converted into
158  * PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_SOCKET_OR_NULL becomes PTR_TO_SOCKET when the type
159  * passes through a NULL-check conditional. For the branch wherein the state is
160  * changed to CONST_IMM, the verifier releases the reference.
161  *
162  * For each helper function that allocates a reference, such as
163  * bpf_sk_lookup_tcp(), there is a corresponding release function, such as
164  * bpf_sk_release(). When a reference type passes into the release function,
165  * the verifier also releases the reference. If any unchecked or unreleased
166  * reference remains at the end of the program, the verifier rejects it.
167  */
168
169 /* verifier_state + insn_idx are pushed to stack when branch is encountered */
170 struct bpf_verifier_stack_elem {
171         /* verifer state is 'st'
172          * before processing instruction 'insn_idx'
173          * and after processing instruction 'prev_insn_idx'
174          */
175         struct bpf_verifier_state st;
176         int insn_idx;
177         int prev_insn_idx;
178         struct bpf_verifier_stack_elem *next;
179         /* length of verifier log at the time this state was pushed on stack */
180         u32 log_pos;
181 };
182
183 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ    8192
184 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES     64
185
186 #define BPF_MAP_KEY_POISON      (1ULL << 63)
187 #define BPF_MAP_KEY_SEEN        (1ULL << 62)
188
189 #define BPF_MAP_PTR_UNPRIV      1UL
190 #define BPF_MAP_PTR_POISON      ((void *)((0xeB9FUL << 1) +     \
191                                           POISON_POINTER_DELTA))
192 #define BPF_MAP_PTR(X)          ((struct bpf_map *)((X) & ~BPF_MAP_PTR_UNPRIV))
193
194 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx);
195 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env, int ref_obj_id);
196 static void invalidate_non_owning_refs(struct bpf_verifier_env *env);
197 static bool in_rbtree_lock_required_cb(struct bpf_verifier_env *env);
198 static int ref_set_non_owning(struct bpf_verifier_env *env,
199                               struct bpf_reg_state *reg);
200 static void specialize_kfunc(struct bpf_verifier_env *env,
201                              u32 func_id, u16 offset, unsigned long *addr);
202 static bool is_trusted_reg(const struct bpf_reg_state *reg);
203
204 static bool bpf_map_ptr_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
205 {
206         return BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) == BPF_MAP_PTR_POISON;
207 }
208
209 static bool bpf_map_ptr_unpriv(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
210 {
211         return aux->map_ptr_state & BPF_MAP_PTR_UNPRIV;
212 }
213
214 static void bpf_map_ptr_store(struct bpf_insn_aux_data *aux,
215                               const struct bpf_map *map, bool unpriv)
216 {
217         BUILD_BUG_ON((unsigned long)BPF_MAP_PTR_POISON & BPF_MAP_PTR_UNPRIV);
218         unpriv |= bpf_map_ptr_unpriv(aux);
219         aux->map_ptr_state = (unsigned long)map |
220                              (unpriv ? BPF_MAP_PTR_UNPRIV : 0UL);
221 }
222
223 static bool bpf_map_key_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
224 {
225         return aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_POISON;
226 }
227
228 static bool bpf_map_key_unseen(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
229 {
230         return !(aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_SEEN);
231 }
232
233 static u64 bpf_map_key_immediate(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
234 {
235         return aux->map_key_state & ~(BPF_MAP_KEY_SEEN | BPF_MAP_KEY_POISON);
236 }
237
238 static void bpf_map_key_store(struct bpf_insn_aux_data *aux, u64 state)
239 {
240         bool poisoned = bpf_map_key_poisoned(aux);
241
242         aux->map_key_state = state | BPF_MAP_KEY_SEEN |
243                              (poisoned ? BPF_MAP_KEY_POISON : 0ULL);
244 }
245
246 static bool bpf_helper_call(const struct bpf_insn *insn)
247 {
248         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
249                insn->src_reg == 0;
250 }
251
252 static bool bpf_pseudo_call(const struct bpf_insn *insn)
253 {
254         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
255                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL;
256 }
257
258 static bool bpf_pseudo_kfunc_call(const struct bpf_insn *insn)
259 {
260         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
261                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL;
262 }
263
264 struct bpf_call_arg_meta {
265         struct bpf_map *map_ptr;
266         bool raw_mode;
267         bool pkt_access;
268         u8 release_regno;
269         int regno;
270         int access_size;
271         int mem_size;
272         u64 msize_max_value;
273         int ref_obj_id;
274         int dynptr_id;
275         int map_uid;
276         int func_id;
277         struct btf *btf;
278         u32 btf_id;
279         struct btf *ret_btf;
280         u32 ret_btf_id;
281         u32 subprogno;
282         struct btf_field *kptr_field;
283 };
284
285 struct bpf_kfunc_call_arg_meta {
286         /* In parameters */
287         struct btf *btf;
288         u32 func_id;
289         u32 kfunc_flags;
290         const struct btf_type *func_proto;
291         const char *func_name;
292         /* Out parameters */
293         u32 ref_obj_id;
294         u8 release_regno;
295         bool r0_rdonly;
296         u32 ret_btf_id;
297         u64 r0_size;
298         u32 subprogno;
299         struct {
300                 u64 value;
301                 bool found;
302         } arg_constant;
303
304         /* arg_{btf,btf_id,owning_ref} are used by kfunc-specific handling,
305          * generally to pass info about user-defined local kptr types to later
306          * verification logic
307          *   bpf_obj_drop
308          *     Record the local kptr type to be drop'd
309          *   bpf_refcount_acquire (via KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR arg type)
310          *     Record the local kptr type to be refcount_incr'd and use
311          *     arg_owning_ref to determine whether refcount_acquire should be
312          *     fallible
313          */
314         struct btf *arg_btf;
315         u32 arg_btf_id;
316         bool arg_owning_ref;
317
318         struct {
319                 struct btf_field *field;
320         } arg_list_head;
321         struct {
322                 struct btf_field *field;
323         } arg_rbtree_root;
324         struct {
325                 enum bpf_dynptr_type type;
326                 u32 id;
327                 u32 ref_obj_id;
328         } initialized_dynptr;
329         struct {
330                 u8 spi;
331                 u8 frameno;
332         } iter;
333         u64 mem_size;
334 };
335
336 struct btf *btf_vmlinux;
337
338 static DEFINE_MUTEX(bpf_verifier_lock);
339
340 static const struct bpf_line_info *
341 find_linfo(const struct bpf_verifier_env *env, u32 insn_off)
342 {
343         const struct bpf_line_info *linfo;
344         const struct bpf_prog *prog;
345         u32 i, nr_linfo;
346
347         prog = env->prog;
348         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
349
350         if (!nr_linfo || insn_off >= prog->len)
351                 return NULL;
352
353         linfo = prog->aux->linfo;
354         for (i = 1; i < nr_linfo; i++)
355                 if (insn_off < linfo[i].insn_off)
356                         break;
357
358         return &linfo[i - 1];
359 }
360
361 __printf(2, 3) static void verbose(void *private_data, const char *fmt, ...)
362 {
363         struct bpf_verifier_env *env = private_data;
364         va_list args;
365
366         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
367                 return;
368
369         va_start(args, fmt);
370         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
371         va_end(args);
372 }
373
374 static const char *ltrim(const char *s)
375 {
376         while (isspace(*s))
377                 s++;
378
379         return s;
380 }
381
382 __printf(3, 4) static void verbose_linfo(struct bpf_verifier_env *env,
383                                          u32 insn_off,
384                                          const char *prefix_fmt, ...)
385 {
386         const struct bpf_line_info *linfo;
387
388         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
389                 return;
390
391         linfo = find_linfo(env, insn_off);
392         if (!linfo || linfo == env->prev_linfo)
393                 return;
394
395         if (prefix_fmt) {
396                 va_list args;
397
398                 va_start(args, prefix_fmt);
399                 bpf_verifier_vlog(&env->log, prefix_fmt, args);
400                 va_end(args);
401         }
402
403         verbose(env, "%s\n",
404                 ltrim(btf_name_by_offset(env->prog->aux->btf,
405                                          linfo->line_off)));
406
407         env->prev_linfo = linfo;
408 }
409
410 static void verbose_invalid_scalar(struct bpf_verifier_env *env,
411                                    struct bpf_reg_state *reg,
412                                    struct tnum *range, const char *ctx,
413                                    const char *reg_name)
414 {
415         char tn_buf[48];
416
417         verbose(env, "At %s the register %s ", ctx, reg_name);
418         if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
419                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
420                 verbose(env, "has value %s", tn_buf);
421         } else {
422                 verbose(env, "has unknown scalar value");
423         }
424         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), *range);
425         verbose(env, " should have been in %s\n", tn_buf);
426 }
427
428 static bool type_is_pkt_pointer(enum bpf_reg_type type)
429 {
430         type = base_type(type);
431         return type == PTR_TO_PACKET ||
432                type == PTR_TO_PACKET_META;
433 }
434
435 static bool type_is_sk_pointer(enum bpf_reg_type type)
436 {
437         return type == PTR_TO_SOCKET ||
438                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
439                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
440                 type == PTR_TO_XDP_SOCK;
441 }
442
443 static bool type_may_be_null(u32 type)
444 {
445         return type & PTR_MAYBE_NULL;
446 }
447
448 static bool reg_not_null(const struct bpf_reg_state *reg)
449 {
450         enum bpf_reg_type type;
451
452         type = reg->type;
453         if (type_may_be_null(type))
454                 return false;
455
456         type = base_type(type);
457         return type == PTR_TO_SOCKET ||
458                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
459                 type == PTR_TO_MAP_VALUE ||
460                 type == PTR_TO_MAP_KEY ||
461                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
462                 (type == PTR_TO_BTF_ID && is_trusted_reg(reg)) ||
463                 type == PTR_TO_MEM;
464 }
465
466 static bool type_is_ptr_alloc_obj(u32 type)
467 {
468         return base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID && type_flag(type) & MEM_ALLOC;
469 }
470
471 static bool type_is_non_owning_ref(u32 type)
472 {
473         return type_is_ptr_alloc_obj(type) && type_flag(type) & NON_OWN_REF;
474 }
475
476 static struct btf_record *reg_btf_record(const struct bpf_reg_state *reg)
477 {
478         struct btf_record *rec = NULL;
479         struct btf_struct_meta *meta;
480
481         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
482                 rec = reg->map_ptr->record;
483         } else if (type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
484                 meta = btf_find_struct_meta(reg->btf, reg->btf_id);
485                 if (meta)
486                         rec = meta->record;
487         }
488         return rec;
489 }
490
491 static bool subprog_is_global(const struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
492 {
493         struct bpf_func_info_aux *aux = env->prog->aux->func_info_aux;
494
495         return aux && aux[subprog].linkage == BTF_FUNC_GLOBAL;
496 }
497
498 static bool reg_may_point_to_spin_lock(const struct bpf_reg_state *reg)
499 {
500         return btf_record_has_field(reg_btf_record(reg), BPF_SPIN_LOCK);
501 }
502
503 static bool type_is_rdonly_mem(u32 type)
504 {
505         return type & MEM_RDONLY;
506 }
507
508 static bool is_acquire_function(enum bpf_func_id func_id,
509                                 const struct bpf_map *map)
510 {
511         enum bpf_map_type map_type = map ? map->map_type : BPF_MAP_TYPE_UNSPEC;
512
513         if (func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
514             func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
515             func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
516             func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve ||
517             func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg)
518                 return true;
519
520         if (func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
521             (map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
522              map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH))
523                 return true;
524
525         return false;
526 }
527
528 static bool is_ptr_cast_function(enum bpf_func_id func_id)
529 {
530         return func_id == BPF_FUNC_tcp_sock ||
531                 func_id == BPF_FUNC_sk_fullsock ||
532                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_sock ||
533                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp6_sock ||
534                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_udp6_sock ||
535                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_mptcp_sock ||
536                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_timewait_sock ||
537                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_request_sock;
538 }
539
540 static bool is_dynptr_ref_function(enum bpf_func_id func_id)
541 {
542         return func_id == BPF_FUNC_dynptr_data;
543 }
544
545 static bool is_callback_calling_kfunc(u32 btf_id);
546
547 static bool is_callback_calling_function(enum bpf_func_id func_id)
548 {
549         return func_id == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
550                func_id == BPF_FUNC_timer_set_callback ||
551                func_id == BPF_FUNC_find_vma ||
552                func_id == BPF_FUNC_loop ||
553                func_id == BPF_FUNC_user_ringbuf_drain;
554 }
555
556 static bool is_async_callback_calling_function(enum bpf_func_id func_id)
557 {
558         return func_id == BPF_FUNC_timer_set_callback;
559 }
560
561 static bool is_storage_get_function(enum bpf_func_id func_id)
562 {
563         return func_id == BPF_FUNC_sk_storage_get ||
564                func_id == BPF_FUNC_inode_storage_get ||
565                func_id == BPF_FUNC_task_storage_get ||
566                func_id == BPF_FUNC_cgrp_storage_get;
567 }
568
569 static bool helper_multiple_ref_obj_use(enum bpf_func_id func_id,
570                                         const struct bpf_map *map)
571 {
572         int ref_obj_uses = 0;
573
574         if (is_ptr_cast_function(func_id))
575                 ref_obj_uses++;
576         if (is_acquire_function(func_id, map))
577                 ref_obj_uses++;
578         if (is_dynptr_ref_function(func_id))
579                 ref_obj_uses++;
580
581         return ref_obj_uses > 1;
582 }
583
584 static bool is_cmpxchg_insn(const struct bpf_insn *insn)
585 {
586         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX &&
587                BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
588                insn->imm == BPF_CMPXCHG;
589 }
590
591 /* string representation of 'enum bpf_reg_type'
592  *
593  * Note that reg_type_str() can not appear more than once in a single verbose()
594  * statement.
595  */
596 static const char *reg_type_str(struct bpf_verifier_env *env,
597                                 enum bpf_reg_type type)
598 {
599         char postfix[16] = {0}, prefix[64] = {0};
600         static const char * const str[] = {
601                 [NOT_INIT]              = "?",
602                 [SCALAR_VALUE]          = "scalar",
603                 [PTR_TO_CTX]            = "ctx",
604                 [CONST_PTR_TO_MAP]      = "map_ptr",
605                 [PTR_TO_MAP_VALUE]      = "map_value",
606                 [PTR_TO_STACK]          = "fp",
607                 [PTR_TO_PACKET]         = "pkt",
608                 [PTR_TO_PACKET_META]    = "pkt_meta",
609                 [PTR_TO_PACKET_END]     = "pkt_end",
610                 [PTR_TO_FLOW_KEYS]      = "flow_keys",
611                 [PTR_TO_SOCKET]         = "sock",
612                 [PTR_TO_SOCK_COMMON]    = "sock_common",
613                 [PTR_TO_TCP_SOCK]       = "tcp_sock",
614                 [PTR_TO_TP_BUFFER]      = "tp_buffer",
615                 [PTR_TO_XDP_SOCK]       = "xdp_sock",
616                 [PTR_TO_BTF_ID]         = "ptr_",
617                 [PTR_TO_MEM]            = "mem",
618                 [PTR_TO_BUF]            = "buf",
619                 [PTR_TO_FUNC]           = "func",
620                 [PTR_TO_MAP_KEY]        = "map_key",
621                 [CONST_PTR_TO_DYNPTR]   = "dynptr_ptr",
622         };
623
624         if (type & PTR_MAYBE_NULL) {
625                 if (base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID)
626                         strncpy(postfix, "or_null_", 16);
627                 else
628                         strncpy(postfix, "_or_null", 16);
629         }
630
631         snprintf(prefix, sizeof(prefix), "%s%s%s%s%s%s%s",
632                  type & MEM_RDONLY ? "rdonly_" : "",
633                  type & MEM_RINGBUF ? "ringbuf_" : "",
634                  type & MEM_USER ? "user_" : "",
635                  type & MEM_PERCPU ? "percpu_" : "",
636                  type & MEM_RCU ? "rcu_" : "",
637                  type & PTR_UNTRUSTED ? "untrusted_" : "",
638                  type & PTR_TRUSTED ? "trusted_" : ""
639         );
640
641         snprintf(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, "%s%s%s",
642                  prefix, str[base_type(type)], postfix);
643         return env->tmp_str_buf;
644 }
645
646 static char slot_type_char[] = {
647         [STACK_INVALID] = '?',
648         [STACK_SPILL]   = 'r',
649         [STACK_MISC]    = 'm',
650         [STACK_ZERO]    = '0',
651         [STACK_DYNPTR]  = 'd',
652         [STACK_ITER]    = 'i',
653 };
654
655 static void print_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
656                            enum bpf_reg_liveness live)
657 {
658         if (live & (REG_LIVE_READ | REG_LIVE_WRITTEN | REG_LIVE_DONE))
659             verbose(env, "_");
660         if (live & REG_LIVE_READ)
661                 verbose(env, "r");
662         if (live & REG_LIVE_WRITTEN)
663                 verbose(env, "w");
664         if (live & REG_LIVE_DONE)
665                 verbose(env, "D");
666 }
667
668 static int __get_spi(s32 off)
669 {
670         return (-off - 1) / BPF_REG_SIZE;
671 }
672
673 static struct bpf_func_state *func(struct bpf_verifier_env *env,
674                                    const struct bpf_reg_state *reg)
675 {
676         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
677
678         return cur->frame[reg->frameno];
679 }
680
681 static bool is_spi_bounds_valid(struct bpf_func_state *state, int spi, int nr_slots)
682 {
683        int allocated_slots = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
684
685        /* We need to check that slots between [spi - nr_slots + 1, spi] are
686         * within [0, allocated_stack).
687         *
688         * Please note that the spi grows downwards. For example, a dynptr
689         * takes the size of two stack slots; the first slot will be at
690         * spi and the second slot will be at spi - 1.
691         */
692        return spi - nr_slots + 1 >= 0 && spi < allocated_slots;
693 }
694
695 static int stack_slot_obj_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
696                                   const char *obj_kind, int nr_slots)
697 {
698         int off, spi;
699
700         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
701                 verbose(env, "%s has to be at a constant offset\n", obj_kind);
702                 return -EINVAL;
703         }
704
705         off = reg->off + reg->var_off.value;
706         if (off % BPF_REG_SIZE) {
707                 verbose(env, "cannot pass in %s at an offset=%d\n", obj_kind, off);
708                 return -EINVAL;
709         }
710
711         spi = __get_spi(off);
712         if (spi + 1 < nr_slots) {
713                 verbose(env, "cannot pass in %s at an offset=%d\n", obj_kind, off);
714                 return -EINVAL;
715         }
716
717         if (!is_spi_bounds_valid(func(env, reg), spi, nr_slots))
718                 return -ERANGE;
719         return spi;
720 }
721
722 static int dynptr_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
723 {
724         return stack_slot_obj_get_spi(env, reg, "dynptr", BPF_DYNPTR_NR_SLOTS);
725 }
726
727 static int iter_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
728 {
729         return stack_slot_obj_get_spi(env, reg, "iter", nr_slots);
730 }
731
732 static const char *btf_type_name(const struct btf *btf, u32 id)
733 {
734         return btf_name_by_offset(btf, btf_type_by_id(btf, id)->name_off);
735 }
736
737 static const char *dynptr_type_str(enum bpf_dynptr_type type)
738 {
739         switch (type) {
740         case BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL:
741                 return "local";
742         case BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
743                 return "ringbuf";
744         case BPF_DYNPTR_TYPE_SKB:
745                 return "skb";
746         case BPF_DYNPTR_TYPE_XDP:
747                 return "xdp";
748         case BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID:
749                 return "<invalid>";
750         default:
751                 WARN_ONCE(1, "unknown dynptr type %d\n", type);
752                 return "<unknown>";
753         }
754 }
755
756 static const char *iter_type_str(const struct btf *btf, u32 btf_id)
757 {
758         if (!btf || btf_id == 0)
759                 return "<invalid>";
760
761         /* we already validated that type is valid and has conforming name */
762         return btf_type_name(btf, btf_id) + sizeof(ITER_PREFIX) - 1;
763 }
764
765 static const char *iter_state_str(enum bpf_iter_state state)
766 {
767         switch (state) {
768         case BPF_ITER_STATE_ACTIVE:
769                 return "active";
770         case BPF_ITER_STATE_DRAINED:
771                 return "drained";
772         case BPF_ITER_STATE_INVALID:
773                 return "<invalid>";
774         default:
775                 WARN_ONCE(1, "unknown iter state %d\n", state);
776                 return "<unknown>";
777         }
778 }
779
780 static void mark_reg_scratched(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno)
781 {
782         env->scratched_regs |= 1U << regno;
783 }
784
785 static void mark_stack_slot_scratched(struct bpf_verifier_env *env, u32 spi)
786 {
787         env->scratched_stack_slots |= 1ULL << spi;
788 }
789
790 static bool reg_scratched(const struct bpf_verifier_env *env, u32 regno)
791 {
792         return (env->scratched_regs >> regno) & 1;
793 }
794
795 static bool stack_slot_scratched(const struct bpf_verifier_env *env, u64 regno)
796 {
797         return (env->scratched_stack_slots >> regno) & 1;
798 }
799
800 static bool verifier_state_scratched(const struct bpf_verifier_env *env)
801 {
802         return env->scratched_regs || env->scratched_stack_slots;
803 }
804
805 static void mark_verifier_state_clean(struct bpf_verifier_env *env)
806 {
807         env->scratched_regs = 0U;
808         env->scratched_stack_slots = 0ULL;
809 }
810
811 /* Used for printing the entire verifier state. */
812 static void mark_verifier_state_scratched(struct bpf_verifier_env *env)
813 {
814         env->scratched_regs = ~0U;
815         env->scratched_stack_slots = ~0ULL;
816 }
817
818 static enum bpf_dynptr_type arg_to_dynptr_type(enum bpf_arg_type arg_type)
819 {
820         switch (arg_type & DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK) {
821         case DYNPTR_TYPE_LOCAL:
822                 return BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL;
823         case DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
824                 return BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
825         case DYNPTR_TYPE_SKB:
826                 return BPF_DYNPTR_TYPE_SKB;
827         case DYNPTR_TYPE_XDP:
828                 return BPF_DYNPTR_TYPE_XDP;
829         default:
830                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
831         }
832 }
833
834 static enum bpf_type_flag get_dynptr_type_flag(enum bpf_dynptr_type type)
835 {
836         switch (type) {
837         case BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL:
838                 return DYNPTR_TYPE_LOCAL;
839         case BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
840                 return DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
841         case BPF_DYNPTR_TYPE_SKB:
842                 return DYNPTR_TYPE_SKB;
843         case BPF_DYNPTR_TYPE_XDP:
844                 return DYNPTR_TYPE_XDP;
845         default:
846                 return 0;
847         }
848 }
849
850 static bool dynptr_type_refcounted(enum bpf_dynptr_type type)
851 {
852         return type == BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
853 }
854
855 static void __mark_dynptr_reg(struct bpf_reg_state *reg,
856                               enum bpf_dynptr_type type,
857                               bool first_slot, int dynptr_id);
858
859 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
860                                 struct bpf_reg_state *reg);
861
862 static void mark_dynptr_stack_regs(struct bpf_verifier_env *env,
863                                    struct bpf_reg_state *sreg1,
864                                    struct bpf_reg_state *sreg2,
865                                    enum bpf_dynptr_type type)
866 {
867         int id = ++env->id_gen;
868
869         __mark_dynptr_reg(sreg1, type, true, id);
870         __mark_dynptr_reg(sreg2, type, false, id);
871 }
872
873 static void mark_dynptr_cb_reg(struct bpf_verifier_env *env,
874                                struct bpf_reg_state *reg,
875                                enum bpf_dynptr_type type)
876 {
877         __mark_dynptr_reg(reg, type, true, ++env->id_gen);
878 }
879
880 static int destroy_if_dynptr_stack_slot(struct bpf_verifier_env *env,
881                                         struct bpf_func_state *state, int spi);
882
883 static int mark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
884                                    enum bpf_arg_type arg_type, int insn_idx, int clone_ref_obj_id)
885 {
886         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
887         enum bpf_dynptr_type type;
888         int spi, i, err;
889
890         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
891         if (spi < 0)
892                 return spi;
893
894         /* We cannot assume both spi and spi - 1 belong to the same dynptr,
895          * hence we need to call destroy_if_dynptr_stack_slot twice for both,
896          * to ensure that for the following example:
897          *      [d1][d1][d2][d2]
898          * spi    3   2   1   0
899          * So marking spi = 2 should lead to destruction of both d1 and d2. In
900          * case they do belong to same dynptr, second call won't see slot_type
901          * as STACK_DYNPTR and will simply skip destruction.
902          */
903         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
904         if (err)
905                 return err;
906         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi - 1);
907         if (err)
908                 return err;
909
910         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
911                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
912                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
913         }
914
915         type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
916         if (type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
917                 return -EINVAL;
918
919         mark_dynptr_stack_regs(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
920                                &state->stack[spi - 1].spilled_ptr, type);
921
922         if (dynptr_type_refcounted(type)) {
923                 /* The id is used to track proper releasing */
924                 int id;
925
926                 if (clone_ref_obj_id)
927                         id = clone_ref_obj_id;
928                 else
929                         id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
930
931                 if (id < 0)
932                         return id;
933
934                 state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id = id;
935                 state->stack[spi - 1].spilled_ptr.ref_obj_id = id;
936         }
937
938         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
939         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
940
941         return 0;
942 }
943
944 static void invalidate_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *state, int spi)
945 {
946         int i;
947
948         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
949                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_INVALID;
950                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_INVALID;
951         }
952
953         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
954         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr);
955
956         /* Why do we need to set REG_LIVE_WRITTEN for STACK_INVALID slot?
957          *
958          * While we don't allow reading STACK_INVALID, it is still possible to
959          * do <8 byte writes marking some but not all slots as STACK_MISC. Then,
960          * helpers or insns can do partial read of that part without failing,
961          * but check_stack_range_initialized, check_stack_read_var_off, and
962          * check_stack_read_fixed_off will do mark_reg_read for all 8-bytes of
963          * the slot conservatively. Hence we need to prevent those liveness
964          * marking walks.
965          *
966          * This was not a problem before because STACK_INVALID is only set by
967          * default (where the default reg state has its reg->parent as NULL), or
968          * in clean_live_states after REG_LIVE_DONE (at which point
969          * mark_reg_read won't walk reg->parent chain), but not randomly during
970          * verifier state exploration (like we did above). Hence, for our case
971          * parentage chain will still be live (i.e. reg->parent may be
972          * non-NULL), while earlier reg->parent was NULL, so we need
973          * REG_LIVE_WRITTEN to screen off read marker propagation when it is
974          * done later on reads or by mark_dynptr_read as well to unnecessary
975          * mark registers in verifier state.
976          */
977         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
978         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
979 }
980
981 static int unmark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
982 {
983         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
984         int spi, ref_obj_id, i;
985
986         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
987         if (spi < 0)
988                 return spi;
989
990         if (!dynptr_type_refcounted(state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type)) {
991                 invalidate_dynptr(env, state, spi);
992                 return 0;
993         }
994
995         ref_obj_id = state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
996
997         /* If the dynptr has a ref_obj_id, then we need to invalidate
998          * two things:
999          *
1000          * 1) Any dynptrs with a matching ref_obj_id (clones)
1001          * 2) Any slices derived from this dynptr.
1002          */
1003
1004         /* Invalidate any slices associated with this dynptr */
1005         WARN_ON_ONCE(release_reference(env, ref_obj_id));
1006
1007         /* Invalidate any dynptr clones */
1008         for (i = 1; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
1009                 if (state->stack[i].spilled_ptr.ref_obj_id != ref_obj_id)
1010                         continue;
1011
1012                 /* it should always be the case that if the ref obj id
1013                  * matches then the stack slot also belongs to a
1014                  * dynptr
1015                  */
1016                 if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_DYNPTR) {
1017                         verbose(env, "verifier internal error: misconfigured ref_obj_id\n");
1018                         return -EFAULT;
1019                 }
1020                 if (state->stack[i].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
1021                         invalidate_dynptr(env, state, i);
1022         }
1023
1024         return 0;
1025 }
1026
1027 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
1028                                struct bpf_reg_state *reg);
1029
1030 static void mark_reg_invalid(const struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
1031 {
1032         if (!env->allow_ptr_leaks)
1033                 __mark_reg_not_init(env, reg);
1034         else
1035                 __mark_reg_unknown(env, reg);
1036 }
1037
1038 static int destroy_if_dynptr_stack_slot(struct bpf_verifier_env *env,
1039                                         struct bpf_func_state *state, int spi)
1040 {
1041         struct bpf_func_state *fstate;
1042         struct bpf_reg_state *dreg;
1043         int i, dynptr_id;
1044
1045         /* We always ensure that STACK_DYNPTR is never set partially,
1046          * hence just checking for slot_type[0] is enough. This is
1047          * different for STACK_SPILL, where it may be only set for
1048          * 1 byte, so code has to use is_spilled_reg.
1049          */
1050         if (state->stack[spi].slot_type[0] != STACK_DYNPTR)
1051                 return 0;
1052
1053         /* Reposition spi to first slot */
1054         if (!state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
1055                 spi = spi + 1;
1056
1057         if (dynptr_type_refcounted(state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type)) {
1058                 verbose(env, "cannot overwrite referenced dynptr\n");
1059                 return -EINVAL;
1060         }
1061
1062         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
1063         mark_stack_slot_scratched(env, spi - 1);
1064
1065         /* Writing partially to one dynptr stack slot destroys both. */
1066         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
1067                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_INVALID;
1068                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_INVALID;
1069         }
1070
1071         dynptr_id = state->stack[spi].spilled_ptr.id;
1072         /* Invalidate any slices associated with this dynptr */
1073         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, fstate, dreg, ({
1074                 /* Dynptr slices are only PTR_TO_MEM_OR_NULL and PTR_TO_MEM */
1075                 if (dreg->type != (PTR_TO_MEM | PTR_MAYBE_NULL) && dreg->type != PTR_TO_MEM)
1076                         continue;
1077                 if (dreg->dynptr_id == dynptr_id)
1078                         mark_reg_invalid(env, dreg);
1079         }));
1080
1081         /* Do not release reference state, we are destroying dynptr on stack,
1082          * not using some helper to release it. Just reset register.
1083          */
1084         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
1085         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr);
1086
1087         /* Same reason as unmark_stack_slots_dynptr above */
1088         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1089         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1090
1091         return 0;
1092 }
1093
1094 static bool is_dynptr_reg_valid_uninit(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
1095 {
1096         int spi;
1097
1098         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
1099                 return false;
1100
1101         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
1102
1103         /* -ERANGE (i.e. spi not falling into allocated stack slots) isn't an
1104          * error because this just means the stack state hasn't been updated yet.
1105          * We will do check_mem_access to check and update stack bounds later.
1106          */
1107         if (spi < 0 && spi != -ERANGE)
1108                 return false;
1109
1110         /* We don't need to check if the stack slots are marked by previous
1111          * dynptr initializations because we allow overwriting existing unreferenced
1112          * STACK_DYNPTR slots, see mark_stack_slots_dynptr which calls
1113          * destroy_if_dynptr_stack_slot to ensure dynptr objects at the slots we are
1114          * touching are completely destructed before we reinitialize them for a new
1115          * one. For referenced ones, destroy_if_dynptr_stack_slot returns an error early
1116          * instead of delaying it until the end where the user will get "Unreleased
1117          * reference" error.
1118          */
1119         return true;
1120 }
1121
1122 static bool is_dynptr_reg_valid_init(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
1123 {
1124         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1125         int i, spi;
1126
1127         /* This already represents first slot of initialized bpf_dynptr.
1128          *
1129          * CONST_PTR_TO_DYNPTR already has fixed and var_off as 0 due to
1130          * check_func_arg_reg_off's logic, so we don't need to check its
1131          * offset and alignment.
1132          */
1133         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
1134                 return true;
1135
1136         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
1137         if (spi < 0)
1138                 return false;
1139         if (!state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
1140                 return false;
1141
1142         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
1143                 if (state->stack[spi].slot_type[i] != STACK_DYNPTR ||
1144                     state->stack[spi - 1].slot_type[i] != STACK_DYNPTR)
1145                         return false;
1146         }
1147
1148         return true;
1149 }
1150
1151 static bool is_dynptr_type_expected(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
1152                                     enum bpf_arg_type arg_type)
1153 {
1154         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1155         enum bpf_dynptr_type dynptr_type;
1156         int spi;
1157
1158         /* ARG_PTR_TO_DYNPTR takes any type of dynptr */
1159         if (arg_type == ARG_PTR_TO_DYNPTR)
1160                 return true;
1161
1162         dynptr_type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
1163         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
1164                 return reg->dynptr.type == dynptr_type;
1165         } else {
1166                 spi = dynptr_get_spi(env, reg);
1167                 if (spi < 0)
1168                         return false;
1169                 return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type == dynptr_type;
1170         }
1171 }
1172
1173 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg);
1174
1175 static int mark_stack_slots_iter(struct bpf_verifier_env *env,
1176                                  struct bpf_reg_state *reg, int insn_idx,
1177                                  struct btf *btf, u32 btf_id, int nr_slots)
1178 {
1179         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1180         int spi, i, j, id;
1181
1182         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1183         if (spi < 0)
1184                 return spi;
1185
1186         id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
1187         if (id < 0)
1188                 return id;
1189
1190         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1191                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1192                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1193
1194                 __mark_reg_known_zero(st);
1195                 st->type = PTR_TO_STACK; /* we don't have dedicated reg type */
1196                 st->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1197                 st->ref_obj_id = i == 0 ? id : 0;
1198                 st->iter.btf = btf;
1199                 st->iter.btf_id = btf_id;
1200                 st->iter.state = BPF_ITER_STATE_ACTIVE;
1201                 st->iter.depth = 0;
1202
1203                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1204                         slot->slot_type[j] = STACK_ITER;
1205
1206                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
1207         }
1208
1209         return 0;
1210 }
1211
1212 static int unmark_stack_slots_iter(struct bpf_verifier_env *env,
1213                                    struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
1214 {
1215         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1216         int spi, i, j;
1217
1218         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1219         if (spi < 0)
1220                 return spi;
1221
1222         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1223                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1224                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1225
1226                 if (i == 0)
1227                         WARN_ON_ONCE(release_reference(env, st->ref_obj_id));
1228
1229                 __mark_reg_not_init(env, st);
1230
1231                 /* see unmark_stack_slots_dynptr() for why we need to set REG_LIVE_WRITTEN */
1232                 st->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1233
1234                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1235                         slot->slot_type[j] = STACK_INVALID;
1236
1237                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
1238         }
1239
1240         return 0;
1241 }
1242
1243 static bool is_iter_reg_valid_uninit(struct bpf_verifier_env *env,
1244                                      struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
1245 {
1246         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1247         int spi, i, j;
1248
1249         /* For -ERANGE (i.e. spi not falling into allocated stack slots), we
1250          * will do check_mem_access to check and update stack bounds later, so
1251          * return true for that case.
1252          */
1253         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1254         if (spi == -ERANGE)
1255                 return true;
1256         if (spi < 0)
1257                 return false;
1258
1259         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1260                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1261
1262                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1263                         if (slot->slot_type[j] == STACK_ITER)
1264                                 return false;
1265         }
1266
1267         return true;
1268 }
1269
1270 static bool is_iter_reg_valid_init(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
1271                                    struct btf *btf, u32 btf_id, int nr_slots)
1272 {
1273         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1274         int spi, i, j;
1275
1276         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1277         if (spi < 0)
1278                 return false;
1279
1280         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1281                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1282                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1283
1284                 /* only main (first) slot has ref_obj_id set */
1285                 if (i == 0 && !st->ref_obj_id)
1286                         return false;
1287                 if (i != 0 && st->ref_obj_id)
1288                         return false;
1289                 if (st->iter.btf != btf || st->iter.btf_id != btf_id)
1290                         return false;
1291
1292                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1293                         if (slot->slot_type[j] != STACK_ITER)
1294                                 return false;
1295         }
1296
1297         return true;
1298 }
1299
1300 /* Check if given stack slot is "special":
1301  *   - spilled register state (STACK_SPILL);
1302  *   - dynptr state (STACK_DYNPTR);
1303  *   - iter state (STACK_ITER).
1304  */
1305 static bool is_stack_slot_special(const struct bpf_stack_state *stack)
1306 {
1307         enum bpf_stack_slot_type type = stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1];
1308
1309         switch (type) {
1310         case STACK_SPILL:
1311         case STACK_DYNPTR:
1312         case STACK_ITER:
1313                 return true;
1314         case STACK_INVALID:
1315         case STACK_MISC:
1316         case STACK_ZERO:
1317                 return false;
1318         default:
1319                 WARN_ONCE(1, "unknown stack slot type %d\n", type);
1320                 return true;
1321         }
1322 }
1323
1324 /* The reg state of a pointer or a bounded scalar was saved when
1325  * it was spilled to the stack.
1326  */
1327 static bool is_spilled_reg(const struct bpf_stack_state *stack)
1328 {
1329         return stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1] == STACK_SPILL;
1330 }
1331
1332 static bool is_spilled_scalar_reg(const struct bpf_stack_state *stack)
1333 {
1334         return stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1] == STACK_SPILL &&
1335                stack->spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE;
1336 }
1337
1338 static void scrub_spilled_slot(u8 *stype)
1339 {
1340         if (*stype != STACK_INVALID)
1341                 *stype = STACK_MISC;
1342 }
1343
1344 static void print_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
1345                                  const struct bpf_func_state *state,
1346                                  bool print_all)
1347 {
1348         const struct bpf_reg_state *reg;
1349         enum bpf_reg_type t;
1350         int i;
1351
1352         if (state->frameno)
1353                 verbose(env, " frame%d:", state->frameno);
1354         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
1355                 reg = &state->regs[i];
1356                 t = reg->type;
1357                 if (t == NOT_INIT)
1358                         continue;
1359                 if (!print_all && !reg_scratched(env, i))
1360                         continue;
1361                 verbose(env, " R%d", i);
1362                 print_liveness(env, reg->live);
1363                 verbose(env, "=");
1364                 if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
1365                         verbose(env, "P");
1366                 if ((t == SCALAR_VALUE || t == PTR_TO_STACK) &&
1367                     tnum_is_const(reg->var_off)) {
1368                         /* reg->off should be 0 for SCALAR_VALUE */
1369                         verbose(env, "%s", t == SCALAR_VALUE ? "" : reg_type_str(env, t));
1370                         verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
1371                 } else {
1372                         const char *sep = "";
1373
1374                         verbose(env, "%s", reg_type_str(env, t));
1375                         if (base_type(t) == PTR_TO_BTF_ID)
1376                                 verbose(env, "%s", btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id));
1377                         verbose(env, "(");
1378 /*
1379  * _a stands for append, was shortened to avoid multiline statements below.
1380  * This macro is used to output a comma separated list of attributes.
1381  */
1382 #define verbose_a(fmt, ...) ({ verbose(env, "%s" fmt, sep, __VA_ARGS__); sep = ","; })
1383
1384                         if (reg->id)
1385                                 verbose_a("id=%d", reg->id);
1386                         if (reg->ref_obj_id)
1387                                 verbose_a("ref_obj_id=%d", reg->ref_obj_id);
1388                         if (type_is_non_owning_ref(reg->type))
1389                                 verbose_a("%s", "non_own_ref");
1390                         if (t != SCALAR_VALUE)
1391                                 verbose_a("off=%d", reg->off);
1392                         if (type_is_pkt_pointer(t))
1393                                 verbose_a("r=%d", reg->range);
1394                         else if (base_type(t) == CONST_PTR_TO_MAP ||
1395                                  base_type(t) == PTR_TO_MAP_KEY ||
1396                                  base_type(t) == PTR_TO_MAP_VALUE)
1397                                 verbose_a("ks=%d,vs=%d",
1398                                           reg->map_ptr->key_size,
1399                                           reg->map_ptr->value_size);
1400                         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
1401                                 /* Typically an immediate SCALAR_VALUE, but
1402                                  * could be a pointer whose offset is too big
1403                                  * for reg->off
1404                                  */
1405                                 verbose_a("imm=%llx", reg->var_off.value);
1406                         } else {
1407                                 if (reg->smin_value != reg->umin_value &&
1408                                     reg->smin_value != S64_MIN)
1409                                         verbose_a("smin=%lld", (long long)reg->smin_value);
1410                                 if (reg->smax_value != reg->umax_value &&
1411                                     reg->smax_value != S64_MAX)
1412                                         verbose_a("smax=%lld", (long long)reg->smax_value);
1413                                 if (reg->umin_value != 0)
1414                                         verbose_a("umin=%llu", (unsigned long long)reg->umin_value);
1415                                 if (reg->umax_value != U64_MAX)
1416                                         verbose_a("umax=%llu", (unsigned long long)reg->umax_value);
1417                                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
1418                                         char tn_buf[48];
1419
1420                                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
1421                                         verbose_a("var_off=%s", tn_buf);
1422                                 }
1423                                 if (reg->s32_min_value != reg->smin_value &&
1424                                     reg->s32_min_value != S32_MIN)
1425                                         verbose_a("s32_min=%d", (int)(reg->s32_min_value));
1426                                 if (reg->s32_max_value != reg->smax_value &&
1427                                     reg->s32_max_value != S32_MAX)
1428                                         verbose_a("s32_max=%d", (int)(reg->s32_max_value));
1429                                 if (reg->u32_min_value != reg->umin_value &&
1430                                     reg->u32_min_value != U32_MIN)
1431                                         verbose_a("u32_min=%d", (int)(reg->u32_min_value));
1432                                 if (reg->u32_max_value != reg->umax_value &&
1433                                     reg->u32_max_value != U32_MAX)
1434                                         verbose_a("u32_max=%d", (int)(reg->u32_max_value));
1435                         }
1436 #undef verbose_a
1437
1438                         verbose(env, ")");
1439                 }
1440         }
1441         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
1442                 char types_buf[BPF_REG_SIZE + 1];
1443                 bool valid = false;
1444                 int j;
1445
1446                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++) {
1447                         if (state->stack[i].slot_type[j] != STACK_INVALID)
1448                                 valid = true;
1449                         types_buf[j] = slot_type_char[state->stack[i].slot_type[j]];
1450                 }
1451                 types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
1452                 if (!valid)
1453                         continue;
1454                 if (!print_all && !stack_slot_scratched(env, i))
1455                         continue;
1456                 switch (state->stack[i].slot_type[BPF_REG_SIZE - 1]) {
1457                 case STACK_SPILL:
1458                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1459                         t = reg->type;
1460
1461                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1462                         print_liveness(env, reg->live);
1463                         verbose(env, "=%s", t == SCALAR_VALUE ? "" : reg_type_str(env, t));
1464                         if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
1465                                 verbose(env, "P");
1466                         if (t == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off))
1467                                 verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
1468                         break;
1469                 case STACK_DYNPTR:
1470                         i += BPF_DYNPTR_NR_SLOTS - 1;
1471                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1472
1473                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1474                         print_liveness(env, reg->live);
1475                         verbose(env, "=dynptr_%s", dynptr_type_str(reg->dynptr.type));
1476                         if (reg->ref_obj_id)
1477                                 verbose(env, "(ref_id=%d)", reg->ref_obj_id);
1478                         break;
1479                 case STACK_ITER:
1480                         /* only main slot has ref_obj_id set; skip others */
1481                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1482                         if (!reg->ref_obj_id)
1483                                 continue;
1484
1485                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1486                         print_liveness(env, reg->live);
1487                         verbose(env, "=iter_%s(ref_id=%d,state=%s,depth=%u)",
1488                                 iter_type_str(reg->iter.btf, reg->iter.btf_id),
1489                                 reg->ref_obj_id, iter_state_str(reg->iter.state),
1490                                 reg->iter.depth);
1491                         break;
1492                 case STACK_MISC:
1493                 case STACK_ZERO:
1494                 default:
1495                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1496
1497                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1498                                 types_buf[j] = slot_type_char[state->stack[i].slot_type[j]];
1499                         types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
1500
1501                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1502                         print_liveness(env, reg->live);
1503                         verbose(env, "=%s", types_buf);
1504                         break;
1505                 }
1506         }
1507         if (state->acquired_refs && state->refs[0].id) {
1508                 verbose(env, " refs=%d", state->refs[0].id);
1509                 for (i = 1; i < state->acquired_refs; i++)
1510                         if (state->refs[i].id)
1511                                 verbose(env, ",%d", state->refs[i].id);
1512         }
1513         if (state->in_callback_fn)
1514                 verbose(env, " cb");
1515         if (state->in_async_callback_fn)
1516                 verbose(env, " async_cb");
1517         verbose(env, "\n");
1518         if (!print_all)
1519                 mark_verifier_state_clean(env);
1520 }
1521
1522 static inline u32 vlog_alignment(u32 pos)
1523 {
1524         return round_up(max(pos + BPF_LOG_MIN_ALIGNMENT / 2, BPF_LOG_ALIGNMENT),
1525                         BPF_LOG_MIN_ALIGNMENT) - pos - 1;
1526 }
1527
1528 static void print_insn_state(struct bpf_verifier_env *env,
1529                              const struct bpf_func_state *state)
1530 {
1531         if (env->prev_log_pos && env->prev_log_pos == env->log.end_pos) {
1532                 /* remove new line character */
1533                 bpf_vlog_reset(&env->log, env->prev_log_pos - 1);
1534                 verbose(env, "%*c;", vlog_alignment(env->prev_insn_print_pos), ' ');
1535         } else {
1536                 verbose(env, "%d:", env->insn_idx);
1537         }
1538         print_verifier_state(env, state, false);
1539 }
1540
1541 /* copy array src of length n * size bytes to dst. dst is reallocated if it's too
1542  * small to hold src. This is different from krealloc since we don't want to preserve
1543  * the contents of dst.
1544  *
1545  * Leaves dst untouched if src is NULL or length is zero. Returns NULL if memory could
1546  * not be allocated.
1547  */
1548 static void *copy_array(void *dst, const void *src, size_t n, size_t size, gfp_t flags)
1549 {
1550         size_t alloc_bytes;
1551         void *orig = dst;
1552         size_t bytes;
1553
1554         if (ZERO_OR_NULL_PTR(src))
1555                 goto out;
1556
1557         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
1558                 return NULL;
1559
1560         alloc_bytes = max(ksize(orig), kmalloc_size_roundup(bytes));
1561         dst = krealloc(orig, alloc_bytes, flags);
1562         if (!dst) {
1563                 kfree(orig);
1564                 return NULL;
1565         }
1566
1567         memcpy(dst, src, bytes);
1568 out:
1569         return dst ? dst : ZERO_SIZE_PTR;
1570 }
1571
1572 /* resize an array from old_n items to new_n items. the array is reallocated if it's too
1573  * small to hold new_n items. new items are zeroed out if the array grows.
1574  *
1575  * Contrary to krealloc_array, does not free arr if new_n is zero.
1576  */
1577 static void *realloc_array(void *arr, size_t old_n, size_t new_n, size_t size)
1578 {
1579         size_t alloc_size;
1580         void *new_arr;
1581
1582         if (!new_n || old_n == new_n)
1583                 goto out;
1584
1585         alloc_size = kmalloc_size_roundup(size_mul(new_n, size));
1586         new_arr = krealloc(arr, alloc_size, GFP_KERNEL);
1587         if (!new_arr) {
1588                 kfree(arr);
1589                 return NULL;
1590         }
1591         arr = new_arr;
1592
1593         if (new_n > old_n)
1594                 memset(arr + old_n * size, 0, (new_n - old_n) * size);
1595
1596 out:
1597         return arr ? arr : ZERO_SIZE_PTR;
1598 }
1599
1600 static int copy_reference_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1601 {
1602         dst->refs = copy_array(dst->refs, src->refs, src->acquired_refs,
1603                                sizeof(struct bpf_reference_state), GFP_KERNEL);
1604         if (!dst->refs)
1605                 return -ENOMEM;
1606
1607         dst->acquired_refs = src->acquired_refs;
1608         return 0;
1609 }
1610
1611 static int copy_stack_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1612 {
1613         size_t n = src->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
1614
1615         dst->stack = copy_array(dst->stack, src->stack, n, sizeof(struct bpf_stack_state),
1616                                 GFP_KERNEL);
1617         if (!dst->stack)
1618                 return -ENOMEM;
1619
1620         dst->allocated_stack = src->allocated_stack;
1621         return 0;
1622 }
1623
1624 static int resize_reference_state(struct bpf_func_state *state, size_t n)
1625 {
1626         state->refs = realloc_array(state->refs, state->acquired_refs, n,
1627                                     sizeof(struct bpf_reference_state));
1628         if (!state->refs)
1629                 return -ENOMEM;
1630
1631         state->acquired_refs = n;
1632         return 0;
1633 }
1634
1635 static int grow_stack_state(struct bpf_func_state *state, int size)
1636 {
1637         size_t old_n = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE, n = size / BPF_REG_SIZE;
1638
1639         if (old_n >= n)
1640                 return 0;
1641
1642         state->stack = realloc_array(state->stack, old_n, n, sizeof(struct bpf_stack_state));
1643         if (!state->stack)
1644                 return -ENOMEM;
1645
1646         state->allocated_stack = size;
1647         return 0;
1648 }
1649
1650 /* Acquire a pointer id from the env and update the state->refs to include
1651  * this new pointer reference.
1652  * On success, returns a valid pointer id to associate with the register
1653  * On failure, returns a negative errno.
1654  */
1655 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
1656 {
1657         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
1658         int new_ofs = state->acquired_refs;
1659         int id, err;
1660
1661         err = resize_reference_state(state, state->acquired_refs + 1);
1662         if (err)
1663                 return err;
1664         id = ++env->id_gen;
1665         state->refs[new_ofs].id = id;
1666         state->refs[new_ofs].insn_idx = insn_idx;
1667         state->refs[new_ofs].callback_ref = state->in_callback_fn ? state->frameno : 0;
1668
1669         return id;
1670 }
1671
1672 /* release function corresponding to acquire_reference_state(). Idempotent. */
1673 static int release_reference_state(struct bpf_func_state *state, int ptr_id)
1674 {
1675         int i, last_idx;
1676
1677         last_idx = state->acquired_refs - 1;
1678         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
1679                 if (state->refs[i].id == ptr_id) {
1680                         /* Cannot release caller references in callbacks */
1681                         if (state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
1682                                 return -EINVAL;
1683                         if (last_idx && i != last_idx)
1684                                 memcpy(&state->refs[i], &state->refs[last_idx],
1685                                        sizeof(*state->refs));
1686                         memset(&state->refs[last_idx], 0, sizeof(*state->refs));
1687                         state->acquired_refs--;
1688                         return 0;
1689                 }
1690         }
1691         return -EINVAL;
1692 }
1693
1694 static void free_func_state(struct bpf_func_state *state)
1695 {
1696         if (!state)
1697                 return;
1698         kfree(state->refs);
1699         kfree(state->stack);
1700         kfree(state);
1701 }
1702
1703 static void clear_jmp_history(struct bpf_verifier_state *state)
1704 {
1705         kfree(state->jmp_history);
1706         state->jmp_history = NULL;
1707         state->jmp_history_cnt = 0;
1708 }
1709
1710 static void free_verifier_state(struct bpf_verifier_state *state,
1711                                 bool free_self)
1712 {
1713         int i;
1714
1715         for (i = 0; i <= state->curframe; i++) {
1716                 free_func_state(state->frame[i]);
1717                 state->frame[i] = NULL;
1718         }
1719         clear_jmp_history(state);
1720         if (free_self)
1721                 kfree(state);
1722 }
1723
1724 /* copy verifier state from src to dst growing dst stack space
1725  * when necessary to accommodate larger src stack
1726  */
1727 static int copy_func_state(struct bpf_func_state *dst,
1728                            const struct bpf_func_state *src)
1729 {
1730         int err;
1731
1732         memcpy(dst, src, offsetof(struct bpf_func_state, acquired_refs));
1733         err = copy_reference_state(dst, src);
1734         if (err)
1735                 return err;
1736         return copy_stack_state(dst, src);
1737 }
1738
1739 static int copy_verifier_state(struct bpf_verifier_state *dst_state,
1740                                const struct bpf_verifier_state *src)
1741 {
1742         struct bpf_func_state *dst;
1743         int i, err;
1744
1745         dst_state->jmp_history = copy_array(dst_state->jmp_history, src->jmp_history,
1746                                             src->jmp_history_cnt, sizeof(struct bpf_idx_pair),
1747                                             GFP_USER);
1748         if (!dst_state->jmp_history)
1749                 return -ENOMEM;
1750         dst_state->jmp_history_cnt = src->jmp_history_cnt;
1751
1752         /* if dst has more stack frames then src frame, free them */
1753         for (i = src->curframe + 1; i <= dst_state->curframe; i++) {
1754                 free_func_state(dst_state->frame[i]);
1755                 dst_state->frame[i] = NULL;
1756         }
1757         dst_state->speculative = src->speculative;
1758         dst_state->active_rcu_lock = src->active_rcu_lock;
1759         dst_state->curframe = src->curframe;
1760         dst_state->active_lock.ptr = src->active_lock.ptr;
1761         dst_state->active_lock.id = src->active_lock.id;
1762         dst_state->branches = src->branches;
1763         dst_state->parent = src->parent;
1764         dst_state->first_insn_idx = src->first_insn_idx;
1765         dst_state->last_insn_idx = src->last_insn_idx;
1766         for (i = 0; i <= src->curframe; i++) {
1767                 dst = dst_state->frame[i];
1768                 if (!dst) {
1769                         dst = kzalloc(sizeof(*dst), GFP_KERNEL);
1770                         if (!dst)
1771                                 return -ENOMEM;
1772                         dst_state->frame[i] = dst;
1773                 }
1774                 err = copy_func_state(dst, src->frame[i]);
1775                 if (err)
1776                         return err;
1777         }
1778         return 0;
1779 }
1780
1781 static void update_branch_counts(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
1782 {
1783         while (st) {
1784                 u32 br = --st->branches;
1785
1786                 /* WARN_ON(br > 1) technically makes sense here,
1787                  * but see comment in push_stack(), hence:
1788                  */
1789                 WARN_ONCE((int)br < 0,
1790                           "BUG update_branch_counts:branches_to_explore=%d\n",
1791                           br);
1792                 if (br)
1793                         break;
1794                 st = st->parent;
1795         }
1796 }
1797
1798 static int pop_stack(struct bpf_verifier_env *env, int *prev_insn_idx,
1799                      int *insn_idx, bool pop_log)
1800 {
1801         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1802         struct bpf_verifier_stack_elem *elem, *head = env->head;
1803         int err;
1804
1805         if (env->head == NULL)
1806                 return -ENOENT;
1807
1808         if (cur) {
1809                 err = copy_verifier_state(cur, &head->st);
1810                 if (err)
1811                         return err;
1812         }
1813         if (pop_log)
1814                 bpf_vlog_reset(&env->log, head->log_pos);
1815         if (insn_idx)
1816                 *insn_idx = head->insn_idx;
1817         if (prev_insn_idx)
1818                 *prev_insn_idx = head->prev_insn_idx;
1819         elem = head->next;
1820         free_verifier_state(&head->st, false);
1821         kfree(head);
1822         env->head = elem;
1823         env->stack_size--;
1824         return 0;
1825 }
1826
1827 static struct bpf_verifier_state *push_stack(struct bpf_verifier_env *env,
1828                                              int insn_idx, int prev_insn_idx,
1829                                              bool speculative)
1830 {
1831         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1832         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
1833         int err;
1834
1835         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
1836         if (!elem)
1837                 goto err;
1838
1839         elem->insn_idx = insn_idx;
1840         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
1841         elem->next = env->head;
1842         elem->log_pos = env->log.end_pos;
1843         env->head = elem;
1844         env->stack_size++;
1845         err = copy_verifier_state(&elem->st, cur);
1846         if (err)
1847                 goto err;
1848         elem->st.speculative |= speculative;
1849         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
1850                 verbose(env, "The sequence of %d jumps is too complex.\n",
1851                         env->stack_size);
1852                 goto err;
1853         }
1854         if (elem->st.parent) {
1855                 ++elem->st.parent->branches;
1856                 /* WARN_ON(branches > 2) technically makes sense here,
1857                  * but
1858                  * 1. speculative states will bump 'branches' for non-branch
1859                  * instructions
1860                  * 2. is_state_visited() heuristics may decide not to create
1861                  * a new state for a sequence of branches and all such current
1862                  * and cloned states will be pointing to a single parent state
1863                  * which might have large 'branches' count.
1864                  */
1865         }
1866         return &elem->st;
1867 err:
1868         free_verifier_state(env->cur_state, true);
1869         env->cur_state = NULL;
1870         /* pop all elements and return */
1871         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
1872         return NULL;
1873 }
1874
1875 #define CALLER_SAVED_REGS 6
1876 static const int caller_saved[CALLER_SAVED_REGS] = {
1877         BPF_REG_0, BPF_REG_1, BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4, BPF_REG_5
1878 };
1879
1880 /* This helper doesn't clear reg->id */
1881 static void ___mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1882 {
1883         reg->var_off = tnum_const(imm);
1884         reg->smin_value = (s64)imm;
1885         reg->smax_value = (s64)imm;
1886         reg->umin_value = imm;
1887         reg->umax_value = imm;
1888
1889         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1890         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1891         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1892         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1893 }
1894
1895 /* Mark the unknown part of a register (variable offset or scalar value) as
1896  * known to have the value @imm.
1897  */
1898 static void __mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1899 {
1900         /* Clear off and union(map_ptr, range) */
1901         memset(((u8 *)reg) + sizeof(reg->type), 0,
1902                offsetof(struct bpf_reg_state, var_off) - sizeof(reg->type));
1903         reg->id = 0;
1904         reg->ref_obj_id = 0;
1905         ___mark_reg_known(reg, imm);
1906 }
1907
1908 static void __mark_reg32_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1909 {
1910         reg->var_off = tnum_const_subreg(reg->var_off, imm);
1911         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1912         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1913         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1914         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1915 }
1916
1917 /* Mark the 'variable offset' part of a register as zero.  This should be
1918  * used only on registers holding a pointer type.
1919  */
1920 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1921 {
1922         __mark_reg_known(reg, 0);
1923 }
1924
1925 static void __mark_reg_const_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1926 {
1927         __mark_reg_known(reg, 0);
1928         reg->type = SCALAR_VALUE;
1929 }
1930
1931 static void mark_reg_known_zero(struct bpf_verifier_env *env,
1932                                 struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1933 {
1934         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1935                 verbose(env, "mark_reg_known_zero(regs, %u)\n", regno);
1936                 /* Something bad happened, let's kill all regs */
1937                 for (regno = 0; regno < MAX_BPF_REG; regno++)
1938                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1939                 return;
1940         }
1941         __mark_reg_known_zero(regs + regno);
1942 }
1943
1944 static void __mark_dynptr_reg(struct bpf_reg_state *reg, enum bpf_dynptr_type type,
1945                               bool first_slot, int dynptr_id)
1946 {
1947         /* reg->type has no meaning for STACK_DYNPTR, but when we set reg for
1948          * callback arguments, it does need to be CONST_PTR_TO_DYNPTR, so simply
1949          * set it unconditionally as it is ignored for STACK_DYNPTR anyway.
1950          */
1951         __mark_reg_known_zero(reg);
1952         reg->type = CONST_PTR_TO_DYNPTR;
1953         /* Give each dynptr a unique id to uniquely associate slices to it. */
1954         reg->id = dynptr_id;
1955         reg->dynptr.type = type;
1956         reg->dynptr.first_slot = first_slot;
1957 }
1958
1959 static void mark_ptr_not_null_reg(struct bpf_reg_state *reg)
1960 {
1961         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MAP_VALUE) {
1962                 const struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
1963
1964                 if (map->inner_map_meta) {
1965                         reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
1966                         reg->map_ptr = map->inner_map_meta;
1967                         /* transfer reg's id which is unique for every map_lookup_elem
1968                          * as UID of the inner map.
1969                          */
1970                         if (btf_record_has_field(map->inner_map_meta->record, BPF_TIMER))
1971                                 reg->map_uid = reg->id;
1972                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_XSKMAP) {
1973                         reg->type = PTR_TO_XDP_SOCK;
1974                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
1975                            map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH) {
1976                         reg->type = PTR_TO_SOCKET;
1977                 } else {
1978                         reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
1979                 }
1980                 return;
1981         }
1982
1983         reg->type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
1984 }
1985
1986 static void mark_reg_graph_node(struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
1987                                 struct btf_field_graph_root *ds_head)
1988 {
1989         __mark_reg_known_zero(&regs[regno]);
1990         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
1991         regs[regno].btf = ds_head->btf;
1992         regs[regno].btf_id = ds_head->value_btf_id;
1993         regs[regno].off = ds_head->node_offset;
1994 }
1995
1996 static bool reg_is_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg)
1997 {
1998         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
1999 }
2000
2001 static bool reg_is_pkt_pointer_any(const struct bpf_reg_state *reg)
2002 {
2003         return reg_is_pkt_pointer(reg) ||
2004                reg->type == PTR_TO_PACKET_END;
2005 }
2006
2007 static bool reg_is_dynptr_slice_pkt(const struct bpf_reg_state *reg)
2008 {
2009         return base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM &&
2010                 (reg->type & DYNPTR_TYPE_SKB || reg->type & DYNPTR_TYPE_XDP);
2011 }
2012
2013 /* Unmodified PTR_TO_PACKET[_META,_END] register from ctx access. */
2014 static bool reg_is_init_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg,
2015                                     enum bpf_reg_type which)
2016 {
2017         /* The register can already have a range from prior markings.
2018          * This is fine as long as it hasn't been advanced from its
2019          * origin.
2020          */
2021         return reg->type == which &&
2022                reg->id == 0 &&
2023                reg->off == 0 &&
2024                tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
2025 }
2026
2027 /* Reset the min/max bounds of a register */
2028 static void __mark_reg_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2029 {
2030         reg->smin_value = S64_MIN;
2031         reg->smax_value = S64_MAX;
2032         reg->umin_value = 0;
2033         reg->umax_value = U64_MAX;
2034
2035         reg->s32_min_value = S32_MIN;
2036         reg->s32_max_value = S32_MAX;
2037         reg->u32_min_value = 0;
2038         reg->u32_max_value = U32_MAX;
2039 }
2040
2041 static void __mark_reg64_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2042 {
2043         reg->smin_value = S64_MIN;
2044         reg->smax_value = S64_MAX;
2045         reg->umin_value = 0;
2046         reg->umax_value = U64_MAX;
2047 }
2048
2049 static void __mark_reg32_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2050 {
2051         reg->s32_min_value = S32_MIN;
2052         reg->s32_max_value = S32_MAX;
2053         reg->u32_min_value = 0;
2054         reg->u32_max_value = U32_MAX;
2055 }
2056
2057 static void __update_reg32_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2058 {
2059         struct tnum var32_off = tnum_subreg(reg->var_off);
2060
2061         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
2062         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value,
2063                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MIN));
2064         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
2065         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value,
2066                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MAX));
2067         reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)var32_off.value);
2068         reg->u32_max_value = min(reg->u32_max_value,
2069                                  (u32)(var32_off.value | var32_off.mask));
2070 }
2071
2072 static void __update_reg64_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2073 {
2074         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
2075         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value,
2076                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MIN));
2077         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
2078         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value,
2079                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MAX));
2080         reg->umin_value = max(reg->umin_value, reg->var_off.value);
2081         reg->umax_value = min(reg->umax_value,
2082                               reg->var_off.value | reg->var_off.mask);
2083 }
2084
2085 static void __update_reg_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2086 {
2087         __update_reg32_bounds(reg);
2088         __update_reg64_bounds(reg);
2089 }
2090
2091 /* Uses signed min/max values to inform unsigned, and vice-versa */
2092 static void __reg32_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2093 {
2094         /* Learn sign from signed bounds.
2095          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
2096          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
2097          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
2098          */
2099         if (reg->s32_min_value >= 0 || reg->s32_max_value < 0) {
2100                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
2101                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
2102                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
2103                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
2104                 return;
2105         }
2106         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
2107          * boundary, so we must be careful.
2108          */
2109         if ((s32)reg->u32_max_value >= 0) {
2110                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
2111                  * is positive, hence safe.
2112                  */
2113                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value;
2114                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
2115                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
2116         } else if ((s32)reg->u32_min_value < 0) {
2117                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
2118                  * is negative, hence safe.
2119                  */
2120                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
2121                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
2122                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value;
2123         }
2124 }
2125
2126 static void __reg64_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2127 {
2128         /* Learn sign from signed bounds.
2129          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
2130          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
2131          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
2132          */
2133         if (reg->smin_value >= 0 || reg->smax_value < 0) {
2134                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
2135                                                           reg->umin_value);
2136                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
2137                                                           reg->umax_value);
2138                 return;
2139         }
2140         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
2141          * boundary, so we must be careful.
2142          */
2143         if ((s64)reg->umax_value >= 0) {
2144                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
2145                  * is positive, hence safe.
2146                  */
2147                 reg->smin_value = reg->umin_value;
2148                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
2149                                                           reg->umax_value);
2150         } else if ((s64)reg->umin_value < 0) {
2151                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
2152                  * is negative, hence safe.
2153                  */
2154                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
2155                                                           reg->umin_value);
2156                 reg->smax_value = reg->umax_value;
2157         }
2158 }
2159
2160 static void __reg_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2161 {
2162         __reg32_deduce_bounds(reg);
2163         __reg64_deduce_bounds(reg);
2164 }
2165
2166 /* Attempts to improve var_off based on unsigned min/max information */
2167 static void __reg_bound_offset(struct bpf_reg_state *reg)
2168 {
2169         struct tnum var64_off = tnum_intersect(reg->var_off,
2170                                                tnum_range(reg->umin_value,
2171                                                           reg->umax_value));
2172         struct tnum var32_off = tnum_intersect(tnum_subreg(var64_off),
2173                                                tnum_range(reg->u32_min_value,
2174                                                           reg->u32_max_value));
2175
2176         reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(var64_off), var32_off);
2177 }
2178
2179 static void reg_bounds_sync(struct bpf_reg_state *reg)
2180 {
2181         /* We might have learned new bounds from the var_off. */
2182         __update_reg_bounds(reg);
2183         /* We might have learned something about the sign bit. */
2184         __reg_deduce_bounds(reg);
2185         /* We might have learned some bits from the bounds. */
2186         __reg_bound_offset(reg);
2187         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
2188          * slightly, e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
2189          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
2190          */
2191         __update_reg_bounds(reg);
2192 }
2193
2194 static bool __reg32_bound_s64(s32 a)
2195 {
2196         return a >= 0 && a <= S32_MAX;
2197 }
2198
2199 static void __reg_assign_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
2200 {
2201         reg->umin_value = reg->u32_min_value;
2202         reg->umax_value = reg->u32_max_value;
2203
2204         /* Attempt to pull 32-bit signed bounds into 64-bit bounds but must
2205          * be positive otherwise set to worse case bounds and refine later
2206          * from tnum.
2207          */
2208         if (__reg32_bound_s64(reg->s32_min_value) &&
2209             __reg32_bound_s64(reg->s32_max_value)) {
2210                 reg->smin_value = reg->s32_min_value;
2211                 reg->smax_value = reg->s32_max_value;
2212         } else {
2213                 reg->smin_value = 0;
2214                 reg->smax_value = U32_MAX;
2215         }
2216 }
2217
2218 static void __reg_combine_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
2219 {
2220         /* special case when 64-bit register has upper 32-bit register
2221          * zeroed. Typically happens after zext or <<32, >>32 sequence
2222          * allowing us to use 32-bit bounds directly,
2223          */
2224         if (tnum_equals_const(tnum_clear_subreg(reg->var_off), 0)) {
2225                 __reg_assign_32_into_64(reg);
2226         } else {
2227                 /* Otherwise the best we can do is push lower 32bit known and
2228                  * unknown bits into register (var_off set from jmp logic)
2229                  * then learn as much as possible from the 64-bit tnum
2230                  * known and unknown bits. The previous smin/smax bounds are
2231                  * invalid here because of jmp32 compare so mark them unknown
2232                  * so they do not impact tnum bounds calculation.
2233                  */
2234                 __mark_reg64_unbounded(reg);
2235         }
2236         reg_bounds_sync(reg);
2237 }
2238
2239 static bool __reg64_bound_s32(s64 a)
2240 {
2241         return a >= S32_MIN && a <= S32_MAX;
2242 }
2243
2244 static bool __reg64_bound_u32(u64 a)
2245 {
2246         return a >= U32_MIN && a <= U32_MAX;
2247 }
2248
2249 static void __reg_combine_64_into_32(struct bpf_reg_state *reg)
2250 {
2251         __mark_reg32_unbounded(reg);
2252         if (__reg64_bound_s32(reg->smin_value) && __reg64_bound_s32(reg->smax_value)) {
2253                 reg->s32_min_value = (s32)reg->smin_value;
2254                 reg->s32_max_value = (s32)reg->smax_value;
2255         }
2256         if (__reg64_bound_u32(reg->umin_value) && __reg64_bound_u32(reg->umax_value)) {
2257                 reg->u32_min_value = (u32)reg->umin_value;
2258                 reg->u32_max_value = (u32)reg->umax_value;
2259         }
2260         reg_bounds_sync(reg);
2261 }
2262
2263 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value. */
2264 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
2265                                struct bpf_reg_state *reg)
2266 {
2267         /*
2268          * Clear type, off, and union(map_ptr, range) and
2269          * padding between 'type' and union
2270          */
2271         memset(reg, 0, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off));
2272         reg->type = SCALAR_VALUE;
2273         reg->id = 0;
2274         reg->ref_obj_id = 0;
2275         reg->var_off = tnum_unknown;
2276         reg->frameno = 0;
2277         reg->precise = !env->bpf_capable;
2278         __mark_reg_unbounded(reg);
2279 }
2280
2281 static void mark_reg_unknown(struct bpf_verifier_env *env,
2282                              struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
2283 {
2284         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
2285                 verbose(env, "mark_reg_unknown(regs, %u)\n", regno);
2286                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
2287                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
2288                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2289                 return;
2290         }
2291         __mark_reg_unknown(env, regs + regno);
2292 }
2293
2294 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
2295                                 struct bpf_reg_state *reg)
2296 {
2297         __mark_reg_unknown(env, reg);
2298         reg->type = NOT_INIT;
2299 }
2300
2301 static void mark_reg_not_init(struct bpf_verifier_env *env,
2302                               struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
2303 {
2304         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
2305                 verbose(env, "mark_reg_not_init(regs, %u)\n", regno);
2306                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
2307                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
2308                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2309                 return;
2310         }
2311         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2312 }
2313
2314 static void mark_btf_ld_reg(struct bpf_verifier_env *env,
2315                             struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
2316                             enum bpf_reg_type reg_type,
2317                             struct btf *btf, u32 btf_id,
2318                             enum bpf_type_flag flag)
2319 {
2320         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
2321                 mark_reg_unknown(env, regs, regno);
2322                 return;
2323         }
2324         mark_reg_known_zero(env, regs, regno);
2325         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | flag;
2326         regs[regno].btf = btf;
2327         regs[regno].btf_id = btf_id;
2328 }
2329
2330 #define DEF_NOT_SUBREG  (0)
2331 static void init_reg_state(struct bpf_verifier_env *env,
2332                            struct bpf_func_state *state)
2333 {
2334         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
2335         int i;
2336
2337         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
2338                 mark_reg_not_init(env, regs, i);
2339                 regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
2340                 regs[i].parent = NULL;
2341                 regs[i].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
2342         }
2343
2344         /* frame pointer */
2345         regs[BPF_REG_FP].type = PTR_TO_STACK;
2346         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_FP);
2347         regs[BPF_REG_FP].frameno = state->frameno;
2348 }
2349
2350 #define BPF_MAIN_FUNC (-1)
2351 static void init_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
2352                             struct bpf_func_state *state,
2353                             int callsite, int frameno, int subprogno)
2354 {
2355         state->callsite = callsite;
2356         state->frameno = frameno;
2357         state->subprogno = subprogno;
2358         state->callback_ret_range = tnum_range(0, 0);
2359         init_reg_state(env, state);
2360         mark_verifier_state_scratched(env);
2361 }
2362
2363 /* Similar to push_stack(), but for async callbacks */
2364 static struct bpf_verifier_state *push_async_cb(struct bpf_verifier_env *env,
2365                                                 int insn_idx, int prev_insn_idx,
2366                                                 int subprog)
2367 {
2368         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
2369         struct bpf_func_state *frame;
2370
2371         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
2372         if (!elem)
2373                 goto err;
2374
2375         elem->insn_idx = insn_idx;
2376         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
2377         elem->next = env->head;
2378         elem->log_pos = env->log.end_pos;
2379         env->head = elem;
2380         env->stack_size++;
2381         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
2382                 verbose(env,
2383                         "The sequence of %d jumps is too complex for async cb.\n",
2384                         env->stack_size);
2385                 goto err;
2386         }
2387         /* Unlike push_stack() do not copy_verifier_state().
2388          * The caller state doesn't matter.
2389          * This is async callback. It starts in a fresh stack.
2390          * Initialize it similar to do_check_common().
2391          */
2392         elem->st.branches = 1;
2393         frame = kzalloc(sizeof(*frame), GFP_KERNEL);
2394         if (!frame)
2395                 goto err;
2396         init_func_state(env, frame,
2397                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
2398                         0 /* frameno within this callchain */,
2399                         subprog /* subprog number within this prog */);
2400         elem->st.frame[0] = frame;
2401         return &elem->st;
2402 err:
2403         free_verifier_state(env->cur_state, true);
2404         env->cur_state = NULL;
2405         /* pop all elements and return */
2406         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
2407         return NULL;
2408 }
2409
2410
2411 enum reg_arg_type {
2412         SRC_OP,         /* register is used as source operand */
2413         DST_OP,         /* register is used as destination operand */
2414         DST_OP_NO_MARK  /* same as above, check only, don't mark */
2415 };
2416
2417 static int cmp_subprogs(const void *a, const void *b)
2418 {
2419         return ((struct bpf_subprog_info *)a)->start -
2420                ((struct bpf_subprog_info *)b)->start;
2421 }
2422
2423 static int find_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
2424 {
2425         struct bpf_subprog_info *p;
2426
2427         p = bsearch(&off, env->subprog_info, env->subprog_cnt,
2428                     sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs);
2429         if (!p)
2430                 return -ENOENT;
2431         return p - env->subprog_info;
2432
2433 }
2434
2435 static int add_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
2436 {
2437         int insn_cnt = env->prog->len;
2438         int ret;
2439
2440         if (off >= insn_cnt || off < 0) {
2441                 verbose(env, "call to invalid destination\n");
2442                 return -EINVAL;
2443         }
2444         ret = find_subprog(env, off);
2445         if (ret >= 0)
2446                 return ret;
2447         if (env->subprog_cnt >= BPF_MAX_SUBPROGS) {
2448                 verbose(env, "too many subprograms\n");
2449                 return -E2BIG;
2450         }
2451         /* determine subprog starts. The end is one before the next starts */
2452         env->subprog_info[env->subprog_cnt++].start = off;
2453         sort(env->subprog_info, env->subprog_cnt,
2454              sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs, NULL);
2455         return env->subprog_cnt - 1;
2456 }
2457
2458 #define MAX_KFUNC_DESCS 256
2459 #define MAX_KFUNC_BTFS  256
2460
2461 struct bpf_kfunc_desc {
2462         struct btf_func_model func_model;
2463         u32 func_id;
2464         s32 imm;
2465         u16 offset;
2466         unsigned long addr;
2467 };
2468
2469 struct bpf_kfunc_btf {
2470         struct btf *btf;
2471         struct module *module;
2472         u16 offset;
2473 };
2474
2475 struct bpf_kfunc_desc_tab {
2476         /* Sorted by func_id (BTF ID) and offset (fd_array offset) during
2477          * verification. JITs do lookups by bpf_insn, where func_id may not be
2478          * available, therefore at the end of verification do_misc_fixups()
2479          * sorts this by imm and offset.
2480          */
2481         struct bpf_kfunc_desc descs[MAX_KFUNC_DESCS];
2482         u32 nr_descs;
2483 };
2484
2485 struct bpf_kfunc_btf_tab {
2486         struct bpf_kfunc_btf descs[MAX_KFUNC_BTFS];
2487         u32 nr_descs;
2488 };
2489
2490 static int kfunc_desc_cmp_by_id_off(const void *a, const void *b)
2491 {
2492         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2493         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2494
2495         /* func_id is not greater than BTF_MAX_TYPE */
2496         return d0->func_id - d1->func_id ?: d0->offset - d1->offset;
2497 }
2498
2499 static int kfunc_btf_cmp_by_off(const void *a, const void *b)
2500 {
2501         const struct bpf_kfunc_btf *d0 = a;
2502         const struct bpf_kfunc_btf *d1 = b;
2503
2504         return d0->offset - d1->offset;
2505 }
2506
2507 static const struct bpf_kfunc_desc *
2508 find_kfunc_desc(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id, u16 offset)
2509 {
2510         struct bpf_kfunc_desc desc = {
2511                 .func_id = func_id,
2512                 .offset = offset,
2513         };
2514         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2515
2516         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2517         return bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2518                        sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_id_off);
2519 }
2520
2521 int bpf_get_kfunc_addr(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id,
2522                        u16 btf_fd_idx, u8 **func_addr)
2523 {
2524         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
2525
2526         desc = find_kfunc_desc(prog, func_id, btf_fd_idx);
2527         if (!desc)
2528                 return -EFAULT;
2529
2530         *func_addr = (u8 *)desc->addr;
2531         return 0;
2532 }
2533
2534 static struct btf *__find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env,
2535                                          s16 offset)
2536 {
2537         struct bpf_kfunc_btf kf_btf = { .offset = offset };
2538         struct bpf_kfunc_btf_tab *tab;
2539         struct bpf_kfunc_btf *b;
2540         struct module *mod;
2541         struct btf *btf;
2542         int btf_fd;
2543
2544         tab = env->prog->aux->kfunc_btf_tab;
2545         b = bsearch(&kf_btf, tab->descs, tab->nr_descs,
2546                     sizeof(tab->descs[0]), kfunc_btf_cmp_by_off);
2547         if (!b) {
2548                 if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_BTFS) {
2549                         verbose(env, "too many different module BTFs\n");
2550                         return ERR_PTR(-E2BIG);
2551                 }
2552
2553                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
2554                         verbose(env, "kfunc offset > 0 without fd_array is invalid\n");
2555                         return ERR_PTR(-EPROTO);
2556                 }
2557
2558                 if (copy_from_bpfptr_offset(&btf_fd, env->fd_array,
2559                                             offset * sizeof(btf_fd),
2560                                             sizeof(btf_fd)))
2561                         return ERR_PTR(-EFAULT);
2562
2563                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
2564                 if (IS_ERR(btf)) {
2565                         verbose(env, "invalid module BTF fd specified\n");
2566                         return btf;
2567                 }
2568
2569                 if (!btf_is_module(btf)) {
2570                         verbose(env, "BTF fd for kfunc is not a module BTF\n");
2571                         btf_put(btf);
2572                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2573                 }
2574
2575                 mod = btf_try_get_module(btf);
2576                 if (!mod) {
2577                         btf_put(btf);
2578                         return ERR_PTR(-ENXIO);
2579                 }
2580
2581                 b = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2582                 b->btf = btf;
2583                 b->module = mod;
2584                 b->offset = offset;
2585
2586                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2587                      kfunc_btf_cmp_by_off, NULL);
2588         }
2589         return b->btf;
2590 }
2591
2592 void bpf_free_kfunc_btf_tab(struct bpf_kfunc_btf_tab *tab)
2593 {
2594         if (!tab)
2595                 return;
2596
2597         while (tab->nr_descs--) {
2598                 module_put(tab->descs[tab->nr_descs].module);
2599                 btf_put(tab->descs[tab->nr_descs].btf);
2600         }
2601         kfree(tab);
2602 }
2603
2604 static struct btf *find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env, s16 offset)
2605 {
2606         if (offset) {
2607                 if (offset < 0) {
2608                         /* In the future, this can be allowed to increase limit
2609                          * of fd index into fd_array, interpreted as u16.
2610                          */
2611                         verbose(env, "negative offset disallowed for kernel module function call\n");
2612                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2613                 }
2614
2615                 return __find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2616         }
2617         return btf_vmlinux ?: ERR_PTR(-ENOENT);
2618 }
2619
2620 static int add_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, u32 func_id, s16 offset)
2621 {
2622         const struct btf_type *func, *func_proto;
2623         struct bpf_kfunc_btf_tab *btf_tab;
2624         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2625         struct bpf_prog_aux *prog_aux;
2626         struct bpf_kfunc_desc *desc;
2627         const char *func_name;
2628         struct btf *desc_btf;
2629         unsigned long call_imm;
2630         unsigned long addr;
2631         int err;
2632
2633         prog_aux = env->prog->aux;
2634         tab = prog_aux->kfunc_tab;
2635         btf_tab = prog_aux->kfunc_btf_tab;
2636         if (!tab) {
2637                 if (!btf_vmlinux) {
2638                         verbose(env, "calling kernel function is not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
2639                         return -ENOTSUPP;
2640                 }
2641
2642                 if (!env->prog->jit_requested) {
2643                         verbose(env, "JIT is required for calling kernel function\n");
2644                         return -ENOTSUPP;
2645                 }
2646
2647                 if (!bpf_jit_supports_kfunc_call()) {
2648                         verbose(env, "JIT does not support calling kernel function\n");
2649                         return -ENOTSUPP;
2650                 }
2651
2652                 if (!env->prog->gpl_compatible) {
2653                         verbose(env, "cannot call kernel function from non-GPL compatible program\n");
2654                         return -EINVAL;
2655                 }
2656
2657                 tab = kzalloc(sizeof(*tab), GFP_KERNEL);
2658                 if (!tab)
2659                         return -ENOMEM;
2660                 prog_aux->kfunc_tab = tab;
2661         }
2662
2663         /* func_id == 0 is always invalid, but instead of returning an error, be
2664          * conservative and wait until the code elimination pass before returning
2665          * error, so that invalid calls that get pruned out can be in BPF programs
2666          * loaded from userspace.  It is also required that offset be untouched
2667          * for such calls.
2668          */
2669         if (!func_id && !offset)
2670                 return 0;
2671
2672         if (!btf_tab && offset) {
2673                 btf_tab = kzalloc(sizeof(*btf_tab), GFP_KERNEL);
2674                 if (!btf_tab)
2675                         return -ENOMEM;
2676                 prog_aux->kfunc_btf_tab = btf_tab;
2677         }
2678
2679         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2680         if (IS_ERR(desc_btf)) {
2681                 verbose(env, "failed to find BTF for kernel function\n");
2682                 return PTR_ERR(desc_btf);
2683         }
2684
2685         if (find_kfunc_desc(env->prog, func_id, offset))
2686                 return 0;
2687
2688         if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_DESCS) {
2689                 verbose(env, "too many different kernel function calls\n");
2690                 return -E2BIG;
2691         }
2692
2693         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
2694         if (!func || !btf_type_is_func(func)) {
2695                 verbose(env, "kernel btf_id %u is not a function\n",
2696                         func_id);
2697                 return -EINVAL;
2698         }
2699         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
2700         if (!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)) {
2701                 verbose(env, "kernel function btf_id %u does not have a valid func_proto\n",
2702                         func_id);
2703                 return -EINVAL;
2704         }
2705
2706         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
2707         addr = kallsyms_lookup_name(func_name);
2708         if (!addr) {
2709                 verbose(env, "cannot find address for kernel function %s\n",
2710                         func_name);
2711                 return -EINVAL;
2712         }
2713         specialize_kfunc(env, func_id, offset, &addr);
2714
2715         if (bpf_jit_supports_far_kfunc_call()) {
2716                 call_imm = func_id;
2717         } else {
2718                 call_imm = BPF_CALL_IMM(addr);
2719                 /* Check whether the relative offset overflows desc->imm */
2720                 if ((unsigned long)(s32)call_imm != call_imm) {
2721                         verbose(env, "address of kernel function %s is out of range\n",
2722                                 func_name);
2723                         return -EINVAL;
2724                 }
2725         }
2726
2727         if (bpf_dev_bound_kfunc_id(func_id)) {
2728                 err = bpf_dev_bound_kfunc_check(&env->log, prog_aux);
2729                 if (err)
2730                         return err;
2731         }
2732
2733         desc = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2734         desc->func_id = func_id;
2735         desc->imm = call_imm;
2736         desc->offset = offset;
2737         desc->addr = addr;
2738         err = btf_distill_func_proto(&env->log, desc_btf,
2739                                      func_proto, func_name,
2740                                      &desc->func_model);
2741         if (!err)
2742                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2743                      kfunc_desc_cmp_by_id_off, NULL);
2744         return err;
2745 }
2746
2747 static int kfunc_desc_cmp_by_imm_off(const void *a, const void *b)
2748 {
2749         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2750         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2751
2752         if (d0->imm != d1->imm)
2753                 return d0->imm < d1->imm ? -1 : 1;
2754         if (d0->offset != d1->offset)
2755                 return d0->offset < d1->offset ? -1 : 1;
2756         return 0;
2757 }
2758
2759 static void sort_kfunc_descs_by_imm_off(struct bpf_prog *prog)
2760 {
2761         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2762
2763         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2764         if (!tab)
2765                 return;
2766
2767         sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2768              kfunc_desc_cmp_by_imm_off, NULL);
2769 }
2770
2771 bool bpf_prog_has_kfunc_call(const struct bpf_prog *prog)
2772 {
2773         return !!prog->aux->kfunc_tab;
2774 }
2775
2776 const struct btf_func_model *
2777 bpf_jit_find_kfunc_model(const struct bpf_prog *prog,
2778                          const struct bpf_insn *insn)
2779 {
2780         const struct bpf_kfunc_desc desc = {
2781                 .imm = insn->imm,
2782                 .offset = insn->off,
2783         };
2784         const struct bpf_kfunc_desc *res;
2785         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2786
2787         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2788         res = bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2789                       sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_imm_off);
2790
2791         return res ? &res->func_model : NULL;
2792 }
2793
2794 static int add_subprog_and_kfunc(struct bpf_verifier_env *env)
2795 {
2796         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2797         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2798         int i, ret, insn_cnt = env->prog->len;
2799
2800         /* Add entry function. */
2801         ret = add_subprog(env, 0);
2802         if (ret)
2803                 return ret;
2804
2805         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
2806                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn) &&
2807                     !bpf_pseudo_kfunc_call(insn))
2808                         continue;
2809
2810                 if (!env->bpf_capable) {
2811                         verbose(env, "loading/calling other bpf or kernel functions are allowed for CAP_BPF and CAP_SYS_ADMIN\n");
2812                         return -EPERM;
2813                 }
2814
2815                 if (bpf_pseudo_func(insn) || bpf_pseudo_call(insn))
2816                         ret = add_subprog(env, i + insn->imm + 1);
2817                 else
2818                         ret = add_kfunc_call(env, insn->imm, insn->off);
2819
2820                 if (ret < 0)
2821                         return ret;
2822         }
2823
2824         /* Add a fake 'exit' subprog which could simplify subprog iteration
2825          * logic. 'subprog_cnt' should not be increased.
2826          */
2827         subprog[env->subprog_cnt].start = insn_cnt;
2828
2829         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
2830                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
2831                         verbose(env, "func#%d @%d\n", i, subprog[i].start);
2832
2833         return 0;
2834 }
2835
2836 static int check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
2837 {
2838         int i, subprog_start, subprog_end, off, cur_subprog = 0;
2839         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2840         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2841         int insn_cnt = env->prog->len;
2842
2843         /* now check that all jumps are within the same subprog */
2844         subprog_start = subprog[cur_subprog].start;
2845         subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2846         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
2847                 u8 code = insn[i].code;
2848
2849                 if (code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
2850                     insn[i].src_reg == 0 &&
2851                     insn[i].imm == BPF_FUNC_tail_call)
2852                         subprog[cur_subprog].has_tail_call = true;
2853                 if (BPF_CLASS(code) == BPF_LD &&
2854                     (BPF_MODE(code) == BPF_ABS || BPF_MODE(code) == BPF_IND))
2855                         subprog[cur_subprog].has_ld_abs = true;
2856                 if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP && BPF_CLASS(code) != BPF_JMP32)
2857                         goto next;
2858                 if (BPF_OP(code) == BPF_EXIT || BPF_OP(code) == BPF_CALL)
2859                         goto next;
2860                 if (code == (BPF_JMP32 | BPF_JA))
2861                         off = i + insn[i].imm + 1;
2862                 else
2863                         off = i + insn[i].off + 1;
2864                 if (off < subprog_start || off >= subprog_end) {
2865                         verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", i, off);
2866                         return -EINVAL;
2867                 }
2868 next:
2869                 if (i == subprog_end - 1) {
2870                         /* to avoid fall-through from one subprog into another
2871                          * the last insn of the subprog should be either exit
2872                          * or unconditional jump back
2873                          */
2874                         if (code != (BPF_JMP | BPF_EXIT) &&
2875                             code != (BPF_JMP32 | BPF_JA) &&
2876                             code != (BPF_JMP | BPF_JA)) {
2877                                 verbose(env, "last insn is not an exit or jmp\n");
2878                                 return -EINVAL;
2879                         }
2880                         subprog_start = subprog_end;
2881                         cur_subprog++;
2882                         if (cur_subprog < env->subprog_cnt)
2883                                 subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2884                 }
2885         }
2886         return 0;
2887 }
2888
2889 /* Parentage chain of this register (or stack slot) should take care of all
2890  * issues like callee-saved registers, stack slot allocation time, etc.
2891  */
2892 static int mark_reg_read(struct bpf_verifier_env *env,
2893                          const struct bpf_reg_state *state,
2894                          struct bpf_reg_state *parent, u8 flag)
2895 {
2896         bool writes = parent == state->parent; /* Observe write marks */
2897         int cnt = 0;
2898
2899         while (parent) {
2900                 /* if read wasn't screened by an earlier write ... */
2901                 if (writes && state->live & REG_LIVE_WRITTEN)
2902                         break;
2903                 if (parent->live & REG_LIVE_DONE) {
2904                         verbose(env, "verifier BUG type %s var_off %lld off %d\n",
2905                                 reg_type_str(env, parent->type),
2906                                 parent->var_off.value, parent->off);
2907                         return -EFAULT;
2908                 }
2909                 /* The first condition is more likely to be true than the
2910                  * second, checked it first.
2911                  */
2912                 if ((parent->live & REG_LIVE_READ) == flag ||
2913                     parent->live & REG_LIVE_READ64)
2914                         /* The parentage chain never changes and
2915                          * this parent was already marked as LIVE_READ.
2916                          * There is no need to keep walking the chain again and
2917                          * keep re-marking all parents as LIVE_READ.
2918                          * This case happens when the same register is read
2919                          * multiple times without writes into it in-between.
2920                          * Also, if parent has the stronger REG_LIVE_READ64 set,
2921                          * then no need to set the weak REG_LIVE_READ32.
2922                          */
2923                         break;
2924                 /* ... then we depend on parent's value */
2925                 parent->live |= flag;
2926                 /* REG_LIVE_READ64 overrides REG_LIVE_READ32. */
2927                 if (flag == REG_LIVE_READ64)
2928                         parent->live &= ~REG_LIVE_READ32;
2929                 state = parent;
2930                 parent = state->parent;
2931                 writes = true;
2932                 cnt++;
2933         }
2934
2935         if (env->longest_mark_read_walk < cnt)
2936                 env->longest_mark_read_walk = cnt;
2937         return 0;
2938 }
2939
2940 static int mark_dynptr_read(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
2941 {
2942         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
2943         int spi, ret;
2944
2945         /* For CONST_PTR_TO_DYNPTR, it must have already been done by
2946          * check_reg_arg in check_helper_call and mark_btf_func_reg_size in
2947          * check_kfunc_call.
2948          */
2949         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
2950                 return 0;
2951         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
2952         if (spi < 0)
2953                 return spi;
2954         /* Caller ensures dynptr is valid and initialized, which means spi is in
2955          * bounds and spi is the first dynptr slot. Simply mark stack slot as
2956          * read.
2957          */
2958         ret = mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
2959                             state->stack[spi].spilled_ptr.parent, REG_LIVE_READ64);
2960         if (ret)
2961                 return ret;
2962         return mark_reg_read(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr,
2963                              state->stack[spi - 1].spilled_ptr.parent, REG_LIVE_READ64);
2964 }
2965
2966 static int mark_iter_read(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
2967                           int spi, int nr_slots)
2968 {
2969         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
2970         int err, i;
2971
2972         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
2973                 struct bpf_reg_state *st = &state->stack[spi - i].spilled_ptr;
2974
2975                 err = mark_reg_read(env, st, st->parent, REG_LIVE_READ64);
2976                 if (err)
2977                         return err;
2978
2979                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
2980         }
2981
2982         return 0;
2983 }
2984
2985 /* This function is supposed to be used by the following 32-bit optimization
2986  * code only. It returns TRUE if the source or destination register operates
2987  * on 64-bit, otherwise return FALSE.
2988  */
2989 static bool is_reg64(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
2990                      u32 regno, struct bpf_reg_state *reg, enum reg_arg_type t)
2991 {
2992         u8 code, class, op;
2993
2994         code = insn->code;
2995         class = BPF_CLASS(code);
2996         op = BPF_OP(code);
2997         if (class == BPF_JMP) {
2998                 /* BPF_EXIT for "main" will reach here. Return TRUE
2999                  * conservatively.
3000                  */
3001                 if (op == BPF_EXIT)
3002                         return true;
3003                 if (op == BPF_CALL) {
3004                         /* BPF to BPF call will reach here because of marking
3005                          * caller saved clobber with DST_OP_NO_MARK for which we
3006                          * don't care the register def because they are anyway
3007                          * marked as NOT_INIT already.
3008                          */
3009                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
3010                                 return false;
3011                         /* Helper call will reach here because of arg type
3012                          * check, conservatively return TRUE.
3013                          */
3014                         if (t == SRC_OP)
3015                                 return true;
3016
3017                         return false;
3018                 }
3019         }
3020
3021         if (class == BPF_ALU64 && op == BPF_END && (insn->imm == 16 || insn->imm == 32))
3022                 return false;
3023
3024         if (class == BPF_ALU64 || class == BPF_JMP ||
3025             (class == BPF_ALU && op == BPF_END && insn->imm == 64))
3026                 return true;
3027
3028         if (class == BPF_ALU || class == BPF_JMP32)
3029                 return false;
3030
3031         if (class == BPF_LDX) {
3032                 if (t != SRC_OP)
3033                         return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
3034                 /* LDX source must be ptr. */
3035                 return true;
3036         }
3037
3038         if (class == BPF_STX) {
3039                 /* BPF_STX (including atomic variants) has multiple source
3040                  * operands, one of which is a ptr. Check whether the caller is
3041                  * asking about it.
3042                  */
3043                 if (t == SRC_OP && reg->type != SCALAR_VALUE)
3044                         return true;
3045                 return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
3046         }
3047
3048         if (class == BPF_LD) {
3049                 u8 mode = BPF_MODE(code);
3050
3051                 /* LD_IMM64 */
3052                 if (mode == BPF_IMM)
3053                         return true;
3054
3055                 /* Both LD_IND and LD_ABS return 32-bit data. */
3056                 if (t != SRC_OP)
3057                         return  false;
3058
3059                 /* Implicit ctx ptr. */
3060                 if (regno == BPF_REG_6)
3061                         return true;
3062
3063                 /* Explicit source could be any width. */
3064                 return true;
3065         }
3066
3067         if (class == BPF_ST)
3068                 /* The only source register for BPF_ST is a ptr. */
3069                 return true;
3070
3071         /* Conservatively return true at default. */
3072         return true;
3073 }
3074
3075 /* Return the regno defined by the insn, or -1. */
3076 static int insn_def_regno(const struct bpf_insn *insn)
3077 {
3078         switch (BPF_CLASS(insn->code)) {
3079         case BPF_JMP:
3080         case BPF_JMP32:
3081         case BPF_ST:
3082                 return -1;
3083         case BPF_STX:
3084                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
3085                     (insn->imm & BPF_FETCH)) {
3086                         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
3087                                 return BPF_REG_0;
3088                         else
3089                                 return insn->src_reg;
3090                 } else {
3091                         return -1;
3092                 }
3093         default:
3094                 return insn->dst_reg;
3095         }
3096 }
3097
3098 /* Return TRUE if INSN has defined any 32-bit value explicitly. */
3099 static bool insn_has_def32(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
3100 {
3101         int dst_reg = insn_def_regno(insn);
3102
3103         if (dst_reg == -1)
3104                 return false;
3105
3106         return !is_reg64(env, insn, dst_reg, NULL, DST_OP);
3107 }
3108
3109 static void mark_insn_zext(struct bpf_verifier_env *env,
3110                            struct bpf_reg_state *reg)
3111 {
3112         s32 def_idx = reg->subreg_def;
3113
3114         if (def_idx == DEF_NOT_SUBREG)
3115                 return;
3116
3117         env->insn_aux_data[def_idx - 1].zext_dst = true;
3118         /* The dst will be zero extended, so won't be sub-register anymore. */
3119         reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
3120 }
3121
3122 static int check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3123                          enum reg_arg_type t)
3124 {
3125         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3126         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3127         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + env->insn_idx;
3128         struct bpf_reg_state *reg, *regs = state->regs;
3129         bool rw64;
3130
3131         if (regno >= MAX_BPF_REG) {
3132                 verbose(env, "R%d is invalid\n", regno);
3133                 return -EINVAL;
3134         }
3135
3136         mark_reg_scratched(env, regno);
3137
3138         reg = &regs[regno];
3139         rw64 = is_reg64(env, insn, regno, reg, t);
3140         if (t == SRC_OP) {
3141                 /* check whether register used as source operand can be read */
3142                 if (reg->type == NOT_INIT) {
3143                         verbose(env, "R%d !read_ok\n", regno);
3144                         return -EACCES;
3145                 }
3146                 /* We don't need to worry about FP liveness because it's read-only */
3147                 if (regno == BPF_REG_FP)
3148                         return 0;
3149
3150                 if (rw64)
3151                         mark_insn_zext(env, reg);
3152
3153                 return mark_reg_read(env, reg, reg->parent,
3154                                      rw64 ? REG_LIVE_READ64 : REG_LIVE_READ32);
3155         } else {
3156                 /* check whether register used as dest operand can be written to */
3157                 if (regno == BPF_REG_FP) {
3158                         verbose(env, "frame pointer is read only\n");
3159                         return -EACCES;
3160                 }
3161                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3162                 reg->subreg_def = rw64 ? DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
3163                 if (t == DST_OP)
3164                         mark_reg_unknown(env, regs, regno);
3165         }
3166         return 0;
3167 }
3168
3169 static void mark_jmp_point(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
3170 {
3171         env->insn_aux_data[idx].jmp_point = true;
3172 }
3173
3174 static bool is_jmp_point(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
3175 {
3176         return env->insn_aux_data[insn_idx].jmp_point;
3177 }
3178
3179 /* for any branch, call, exit record the history of jmps in the given state */
3180 static int push_jmp_history(struct bpf_verifier_env *env,
3181                             struct bpf_verifier_state *cur)
3182 {
3183         u32 cnt = cur->jmp_history_cnt;
3184         struct bpf_idx_pair *p;
3185         size_t alloc_size;
3186
3187         if (!is_jmp_point(env, env->insn_idx))
3188                 return 0;
3189
3190         cnt++;
3191         alloc_size = kmalloc_size_roundup(size_mul(cnt, sizeof(*p)));
3192         p = krealloc(cur->jmp_history, alloc_size, GFP_USER);
3193         if (!p)
3194                 return -ENOMEM;
3195         p[cnt - 1].idx = env->insn_idx;
3196         p[cnt - 1].prev_idx = env->prev_insn_idx;
3197         cur->jmp_history = p;
3198         cur->jmp_history_cnt = cnt;
3199         return 0;
3200 }
3201
3202 /* Backtrack one insn at a time. If idx is not at the top of recorded
3203  * history then previous instruction came from straight line execution.
3204  */
3205 static int get_prev_insn_idx(struct bpf_verifier_state *st, int i,
3206                              u32 *history)
3207 {
3208         u32 cnt = *history;
3209
3210         if (cnt && st->jmp_history[cnt - 1].idx == i) {
3211                 i = st->jmp_history[cnt - 1].prev_idx;
3212                 (*history)--;
3213         } else {
3214                 i--;
3215         }
3216         return i;
3217 }
3218
3219 static const char *disasm_kfunc_name(void *data, const struct bpf_insn *insn)
3220 {
3221         const struct btf_type *func;
3222         struct btf *desc_btf;
3223
3224         if (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
3225                 return NULL;
3226
3227         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(data, insn->off);
3228         if (IS_ERR(desc_btf))
3229                 return "<error>";
3230
3231         func = btf_type_by_id(desc_btf, insn->imm);
3232         return btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
3233 }
3234
3235 static inline void bt_init(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3236 {
3237         bt->frame = frame;
3238 }
3239
3240 static inline void bt_reset(struct backtrack_state *bt)
3241 {
3242         struct bpf_verifier_env *env = bt->env;
3243
3244         memset(bt, 0, sizeof(*bt));
3245         bt->env = env;
3246 }
3247
3248 static inline u32 bt_empty(struct backtrack_state *bt)
3249 {
3250         u64 mask = 0;
3251         int i;
3252
3253         for (i = 0; i <= bt->frame; i++)
3254                 mask |= bt->reg_masks[i] | bt->stack_masks[i];
3255
3256         return mask == 0;
3257 }
3258
3259 static inline int bt_subprog_enter(struct backtrack_state *bt)
3260 {
3261         if (bt->frame == MAX_CALL_FRAMES - 1) {
3262                 verbose(bt->env, "BUG subprog enter from frame %d\n", bt->frame);
3263                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3264                 return -EFAULT;
3265         }
3266         bt->frame++;
3267         return 0;
3268 }
3269
3270 static inline int bt_subprog_exit(struct backtrack_state *bt)
3271 {
3272         if (bt->frame == 0) {
3273                 verbose(bt->env, "BUG subprog exit from frame 0\n");
3274                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3275                 return -EFAULT;
3276         }
3277         bt->frame--;
3278         return 0;
3279 }
3280
3281 static inline void bt_set_frame_reg(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 reg)
3282 {
3283         bt->reg_masks[frame] |= 1 << reg;
3284 }
3285
3286 static inline void bt_clear_frame_reg(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 reg)
3287 {
3288         bt->reg_masks[frame] &= ~(1 << reg);
3289 }
3290
3291 static inline void bt_set_reg(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3292 {
3293         bt_set_frame_reg(bt, bt->frame, reg);
3294 }
3295
3296 static inline void bt_clear_reg(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3297 {
3298         bt_clear_frame_reg(bt, bt->frame, reg);
3299 }
3300
3301 static inline void bt_set_frame_slot(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 slot)
3302 {
3303         bt->stack_masks[frame] |= 1ull << slot;
3304 }
3305
3306 static inline void bt_clear_frame_slot(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 slot)
3307 {
3308         bt->stack_masks[frame] &= ~(1ull << slot);
3309 }
3310
3311 static inline void bt_set_slot(struct backtrack_state *bt, u32 slot)
3312 {
3313         bt_set_frame_slot(bt, bt->frame, slot);
3314 }
3315
3316 static inline void bt_clear_slot(struct backtrack_state *bt, u32 slot)
3317 {
3318         bt_clear_frame_slot(bt, bt->frame, slot);
3319 }
3320
3321 static inline u32 bt_frame_reg_mask(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3322 {
3323         return bt->reg_masks[frame];
3324 }
3325
3326 static inline u32 bt_reg_mask(struct backtrack_state *bt)
3327 {
3328         return bt->reg_masks[bt->frame];
3329 }
3330
3331 static inline u64 bt_frame_stack_mask(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3332 {
3333         return bt->stack_masks[frame];
3334 }
3335
3336 static inline u64 bt_stack_mask(struct backtrack_state *bt)
3337 {
3338         return bt->stack_masks[bt->frame];
3339 }
3340
3341 static inline bool bt_is_reg_set(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3342 {
3343         return bt->reg_masks[bt->frame] & (1 << reg);
3344 }
3345
3346 static inline bool bt_is_slot_set(struct backtrack_state *bt, u32 slot)
3347 {
3348         return bt->stack_masks[bt->frame] & (1ull << slot);
3349 }
3350
3351 /* format registers bitmask, e.g., "r0,r2,r4" for 0x15 mask */
3352 static void fmt_reg_mask(char *buf, ssize_t buf_sz, u32 reg_mask)
3353 {
3354         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3355         bool first = true;
3356         int i, n;
3357
3358         buf[0] = '\0';
3359
3360         bitmap_from_u64(mask, reg_mask);
3361         for_each_set_bit(i, mask, 32) {
3362                 n = snprintf(buf, buf_sz, "%sr%d", first ? "" : ",", i);
3363                 first = false;
3364                 buf += n;
3365                 buf_sz -= n;
3366                 if (buf_sz < 0)
3367                         break;
3368         }
3369 }
3370 /* format stack slots bitmask, e.g., "-8,-24,-40" for 0x15 mask */
3371 static void fmt_stack_mask(char *buf, ssize_t buf_sz, u64 stack_mask)
3372 {
3373         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3374         bool first = true;
3375         int i, n;
3376
3377         buf[0] = '\0';
3378
3379         bitmap_from_u64(mask, stack_mask);
3380         for_each_set_bit(i, mask, 64) {
3381                 n = snprintf(buf, buf_sz, "%s%d", first ? "" : ",", -(i + 1) * 8);
3382                 first = false;
3383                 buf += n;
3384                 buf_sz -= n;
3385                 if (buf_sz < 0)
3386                         break;
3387         }
3388 }
3389
3390 /* For given verifier state backtrack_insn() is called from the last insn to
3391  * the first insn. Its purpose is to compute a bitmask of registers and
3392  * stack slots that needs precision in the parent verifier state.
3393  *
3394  * @idx is an index of the instruction we are currently processing;
3395  * @subseq_idx is an index of the subsequent instruction that:
3396  *   - *would be* executed next, if jump history is viewed in forward order;
3397  *   - *was* processed previously during backtracking.
3398  */
3399 static int backtrack_insn(struct bpf_verifier_env *env, int idx, int subseq_idx,
3400                           struct backtrack_state *bt)
3401 {
3402         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
3403                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
3404                 .cb_print       = verbose,
3405                 .private_data   = env,
3406         };
3407         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + idx;
3408         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
3409         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
3410         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
3411         u32 dreg = insn->dst_reg;
3412         u32 sreg = insn->src_reg;
3413         u32 spi, i;
3414
3415         if (insn->code == 0)
3416                 return 0;
3417         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3418                 fmt_reg_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, bt_reg_mask(bt));
3419                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: regs=%s ",
3420                         bt->frame, env->tmp_str_buf);
3421                 fmt_stack_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, bt_stack_mask(bt));
3422                 verbose(env, "stack=%s before ", env->tmp_str_buf);
3423                 verbose(env, "%d: ", idx);
3424                 print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
3425         }
3426
3427         if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
3428                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3429                         return 0;
3430                 if (opcode == BPF_MOV) {
3431                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3432                                 /* dreg = sreg or dreg = (s8, s16, s32)sreg
3433                                  * dreg needs precision after this insn
3434                                  * sreg needs precision before this insn
3435                                  */
3436                                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3437                                 bt_set_reg(bt, sreg);
3438                         } else {
3439                                 /* dreg = K
3440                                  * dreg needs precision after this insn.
3441                                  * Corresponding register is already marked
3442                                  * as precise=true in this verifier state.
3443                                  * No further markings in parent are necessary
3444                                  */
3445                                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3446                         }
3447                 } else {
3448                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3449                                 /* dreg += sreg
3450                                  * both dreg and sreg need precision
3451                                  * before this insn
3452                                  */
3453                                 bt_set_reg(bt, sreg);
3454                         } /* else dreg += K
3455                            * dreg still needs precision before this insn
3456                            */
3457                 }
3458         } else if (class == BPF_LDX) {
3459                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3460                         return 0;
3461                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3462
3463                 /* scalars can only be spilled into stack w/o losing precision.
3464                  * Load from any other memory can be zero extended.
3465                  * The desire to keep that precision is already indicated
3466                  * by 'precise' mark in corresponding register of this state.
3467                  * No further tracking necessary.
3468                  */
3469                 if (insn->src_reg != BPF_REG_FP)
3470                         return 0;
3471
3472                 /* dreg = *(u64 *)[fp - off] was a fill from the stack.
3473                  * that [fp - off] slot contains scalar that needs to be
3474                  * tracked with precision
3475                  */
3476                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
3477                 if (spi >= 64) {
3478                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
3479                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3480                         return -EFAULT;
3481                 }
3482                 bt_set_slot(bt, spi);
3483         } else if (class == BPF_STX || class == BPF_ST) {
3484                 if (bt_is_reg_set(bt, dreg))
3485                         /* stx & st shouldn't be using _scalar_ dst_reg
3486                          * to access memory. It means backtracking
3487                          * encountered a case of pointer subtraction.
3488                          */
3489                         return -ENOTSUPP;
3490                 /* scalars can only be spilled into stack */
3491                 if (insn->dst_reg != BPF_REG_FP)
3492                         return 0;
3493                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
3494                 if (spi >= 64) {
3495                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
3496                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3497                         return -EFAULT;
3498                 }
3499                 if (!bt_is_slot_set(bt, spi))
3500                         return 0;
3501                 bt_clear_slot(bt, spi);
3502                 if (class == BPF_STX)
3503                         bt_set_reg(bt, sreg);
3504         } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
3505                 if (bpf_pseudo_call(insn)) {
3506                         int subprog_insn_idx, subprog;
3507
3508                         subprog_insn_idx = idx + insn->imm + 1;
3509                         subprog = find_subprog(env, subprog_insn_idx);
3510                         if (subprog < 0)
3511                                 return -EFAULT;
3512
3513                         if (subprog_is_global(env, subprog)) {
3514                                 /* check that jump history doesn't have any
3515                                  * extra instructions from subprog; the next
3516                                  * instruction after call to global subprog
3517                                  * should be literally next instruction in
3518                                  * caller program
3519                                  */
3520                                 WARN_ONCE(idx + 1 != subseq_idx, "verifier backtracking bug");
3521                                 /* r1-r5 are invalidated after subprog call,
3522                                  * so for global func call it shouldn't be set
3523                                  * anymore
3524                                  */
3525                                 if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3526                                         verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3527                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3528                                         return -EFAULT;
3529                                 }
3530                                 /* global subprog always sets R0 */
3531                                 bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3532                                 return 0;
3533                         } else {
3534                                 /* static subprog call instruction, which
3535                                  * means that we are exiting current subprog,
3536                                  * so only r1-r5 could be still requested as
3537                                  * precise, r0 and r6-r10 or any stack slot in
3538                                  * the current frame should be zero by now
3539                                  */
3540                                 if (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) {
3541                                         verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3542                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3543                                         return -EFAULT;
3544                                 }
3545                                 /* we don't track register spills perfectly,
3546                                  * so fallback to force-precise instead of failing */
3547                                 if (bt_stack_mask(bt) != 0)
3548                                         return -ENOTSUPP;
3549                                 /* propagate r1-r5 to the caller */
3550                                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
3551                                         if (bt_is_reg_set(bt, i)) {
3552                                                 bt_clear_reg(bt, i);
3553                                                 bt_set_frame_reg(bt, bt->frame - 1, i);
3554                                         }
3555                                 }
3556                                 if (bt_subprog_exit(bt))
3557                                         return -EFAULT;
3558                                 return 0;
3559                         }
3560                 } else if ((bpf_helper_call(insn) &&
3561                             is_callback_calling_function(insn->imm) &&
3562                             !is_async_callback_calling_function(insn->imm)) ||
3563                            (bpf_pseudo_kfunc_call(insn) && is_callback_calling_kfunc(insn->imm))) {
3564                         /* callback-calling helper or kfunc call, which means
3565                          * we are exiting from subprog, but unlike the subprog
3566                          * call handling above, we shouldn't propagate
3567                          * precision of r1-r5 (if any requested), as they are
3568                          * not actually arguments passed directly to callback
3569                          * subprogs
3570                          */
3571                         if (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) {
3572                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3573                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3574                                 return -EFAULT;
3575                         }
3576                         if (bt_stack_mask(bt) != 0)
3577                                 return -ENOTSUPP;
3578                         /* clear r1-r5 in callback subprog's mask */
3579                         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
3580                                 bt_clear_reg(bt, i);
3581                         if (bt_subprog_exit(bt))
3582                                 return -EFAULT;
3583                         return 0;
3584                 } else if (opcode == BPF_CALL) {
3585                         /* kfunc with imm==0 is invalid and fixup_kfunc_call will
3586                          * catch this error later. Make backtracking conservative
3587                          * with ENOTSUPP.
3588                          */
3589                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL && insn->imm == 0)
3590                                 return -ENOTSUPP;
3591                         /* regular helper call sets R0 */
3592                         bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3593                         if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3594                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
3595                                  * they should have been found already.
3596                                  */
3597                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3598                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3599                                 return -EFAULT;
3600                         }
3601                 } else if (opcode == BPF_EXIT) {
3602                         bool r0_precise;
3603
3604                         if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3605                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
3606                                  * they should have been found already.
3607                                  */
3608                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3609                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3610                                 return -EFAULT;
3611                         }
3612
3613                         /* BPF_EXIT in subprog or callback always returns
3614                          * right after the call instruction, so by checking
3615                          * whether the instruction at subseq_idx-1 is subprog
3616                          * call or not we can distinguish actual exit from
3617                          * *subprog* from exit from *callback*. In the former
3618                          * case, we need to propagate r0 precision, if
3619                          * necessary. In the former we never do that.
3620                          */
3621                         r0_precise = subseq_idx - 1 >= 0 &&
3622                                      bpf_pseudo_call(&env->prog->insnsi[subseq_idx - 1]) &&
3623                                      bt_is_reg_set(bt, BPF_REG_0);
3624
3625                         bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3626                         if (bt_subprog_enter(bt))
3627                                 return -EFAULT;
3628
3629                         if (r0_precise)
3630                                 bt_set_reg(bt, BPF_REG_0);
3631                         /* r6-r9 and stack slots will stay set in caller frame
3632                          * bitmasks until we return back from callee(s)
3633                          */
3634                         return 0;
3635                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3636                         if (!bt_is_reg_set(bt, dreg) && !bt_is_reg_set(bt, sreg))
3637                                 return 0;
3638                         /* dreg <cond> sreg
3639                          * Both dreg and sreg need precision before
3640                          * this insn. If only sreg was marked precise
3641                          * before it would be equally necessary to
3642                          * propagate it to dreg.
3643                          */
3644                         bt_set_reg(bt, dreg);
3645                         bt_set_reg(bt, sreg);
3646                          /* else dreg <cond> K
3647                           * Only dreg still needs precision before
3648                           * this insn, so for the K-based conditional
3649                           * there is nothing new to be marked.
3650                           */
3651                 }
3652         } else if (class == BPF_LD) {
3653                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3654                         return 0;
3655                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3656                 /* It's ld_imm64 or ld_abs or ld_ind.
3657                  * For ld_imm64 no further tracking of precision
3658                  * into parent is necessary
3659                  */
3660                 if (mode == BPF_IND || mode == BPF_ABS)
3661                         /* to be analyzed */
3662                         return -ENOTSUPP;
3663         }
3664         return 0;
3665 }
3666
3667 /* the scalar precision tracking algorithm:
3668  * . at the start all registers have precise=false.
3669  * . scalar ranges are tracked as normal through alu and jmp insns.
3670  * . once precise value of the scalar register is used in:
3671  *   .  ptr + scalar alu
3672  *   . if (scalar cond K|scalar)
3673  *   .  helper_call(.., scalar, ...) where ARG_CONST is expected
3674  *   backtrack through the verifier states and mark all registers and
3675  *   stack slots with spilled constants that these scalar regisers
3676  *   should be precise.
3677  * . during state pruning two registers (or spilled stack slots)
3678  *   are equivalent if both are not precise.
3679  *
3680  * Note the verifier cannot simply walk register parentage chain,
3681  * since many different registers and stack slots could have been
3682  * used to compute single precise scalar.
3683  *
3684  * The approach of starting with precise=true for all registers and then
3685  * backtrack to mark a register as not precise when the verifier detects
3686  * that program doesn't care about specific value (e.g., when helper
3687  * takes register as ARG_ANYTHING parameter) is not safe.
3688  *
3689  * It's ok to walk single parentage chain of the verifier states.
3690  * It's possible that this backtracking will go all the way till 1st insn.
3691  * All other branches will be explored for needing precision later.
3692  *
3693  * The backtracking needs to deal with cases like:
3694  *   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)
3695  * r9 -= r8
3696  * r5 = r9
3697  * if r5 > 0x79f goto pc+7
3698  *    R5_w=inv(id=0,umax_value=1951,var_off=(0x0; 0x7ff))
3699  * r5 += 1
3700  * ...
3701  * call bpf_perf_event_output#25
3702  *   where .arg5_type = ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO
3703  *
3704  * and this case:
3705  * r6 = 1
3706  * call foo // uses callee's r6 inside to compute r0
3707  * r0 += r6
3708  * if r0 == 0 goto
3709  *
3710  * to track above reg_mask/stack_mask needs to be independent for each frame.
3711  *
3712  * Also if parent's curframe > frame where backtracking started,
3713  * the verifier need to mark registers in both frames, otherwise callees
3714  * may incorrectly prune callers. This is similar to
3715  * commit 7640ead93924 ("bpf: verifier: make sure callees don't prune with caller differences")
3716  *
3717  * For now backtracking falls back into conservative marking.
3718  */
3719 static void mark_all_scalars_precise(struct bpf_verifier_env *env,
3720                                      struct bpf_verifier_state *st)
3721 {
3722         struct bpf_func_state *func;
3723         struct bpf_reg_state *reg;
3724         int i, j;
3725
3726         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3727                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: falling back to forcing all scalars precise\n",
3728                         st->curframe);
3729         }
3730
3731         /* big hammer: mark all scalars precise in this path.
3732          * pop_stack may still get !precise scalars.
3733          * We also skip current state and go straight to first parent state,
3734          * because precision markings in current non-checkpointed state are
3735          * not needed. See why in the comment in __mark_chain_precision below.
3736          */
3737         for (st = st->parent; st; st = st->parent) {
3738                 for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
3739                         func = st->frame[i];
3740                         for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
3741                                 reg = &func->regs[j];
3742                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE || reg->precise)
3743                                         continue;
3744                                 reg->precise = true;
3745                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3746                                         verbose(env, "force_precise: frame%d: forcing r%d to be precise\n",
3747                                                 i, j);
3748                                 }
3749                         }
3750                         for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
3751                                 if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
3752                                         continue;
3753                                 reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
3754                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE || reg->precise)
3755                                         continue;
3756                                 reg->precise = true;
3757                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3758                                         verbose(env, "force_precise: frame%d: forcing fp%d to be precise\n",
3759                                                 i, -(j + 1) * 8);
3760                                 }
3761                         }
3762                 }
3763         }
3764 }
3765
3766 static void mark_all_scalars_imprecise(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
3767 {
3768         struct bpf_func_state *func;
3769         struct bpf_reg_state *reg;
3770         int i, j;
3771
3772         for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
3773                 func = st->frame[i];
3774                 for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
3775                         reg = &func->regs[j];
3776                         if (reg->type != SCALAR_VALUE)
3777                                 continue;
3778                         reg->precise = false;
3779                 }
3780                 for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
3781                         if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
3782                                 continue;
3783                         reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
3784                         if (reg->type != SCALAR_VALUE)
3785                                 continue;
3786                         reg->precise = false;
3787                 }
3788         }
3789 }
3790
3791 static bool idset_contains(struct bpf_idset *s, u32 id)
3792 {
3793         u32 i;
3794
3795         for (i = 0; i < s->count; ++i)
3796                 if (s->ids[i] == id)
3797                         return true;
3798
3799         return false;
3800 }
3801
3802 static int idset_push(struct bpf_idset *s, u32 id)
3803 {
3804         if (WARN_ON_ONCE(s->count >= ARRAY_SIZE(s->ids)))
3805                 return -EFAULT;
3806         s->ids[s->count++] = id;
3807         return 0;
3808 }
3809
3810 static void idset_reset(struct bpf_idset *s)
3811 {
3812         s->count = 0;
3813 }
3814
3815 /* Collect a set of IDs for all registers currently marked as precise in env->bt.
3816  * Mark all registers with these IDs as precise.
3817  */
3818 static int mark_precise_scalar_ids(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
3819 {
3820         struct bpf_idset *precise_ids = &env->idset_scratch;
3821         struct backtrack_state *bt = &env->bt;
3822         struct bpf_func_state *func;
3823         struct bpf_reg_state *reg;
3824         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3825         int i, fr;
3826
3827         idset_reset(precise_ids);
3828
3829         for (fr = bt->frame; fr >= 0; fr--) {
3830                 func = st->frame[fr];
3831
3832                 bitmap_from_u64(mask, bt_frame_reg_mask(bt, fr));
3833                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
3834                         reg = &func->regs[i];
3835                         if (!reg->id || reg->type != SCALAR_VALUE)
3836                                 continue;
3837                         if (idset_push(precise_ids, reg->id))
3838                                 return -EFAULT;
3839                 }
3840
3841                 bitmap_from_u64(mask, bt_frame_stack_mask(bt, fr));
3842                 for_each_set_bit(i, mask, 64) {
3843                         if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE)
3844                                 break;
3845                         if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i]))
3846                                 continue;
3847                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
3848                         if (!reg->id)
3849                                 continue;
3850                         if (idset_push(precise_ids, reg->id))
3851                                 return -EFAULT;
3852                 }
3853         }
3854
3855         for (fr = 0; fr <= st->curframe; ++fr) {
3856                 func = st->frame[fr];
3857
3858                 for (i = BPF_REG_0; i < BPF_REG_10; ++i) {
3859                         reg = &func->regs[i];
3860                         if (!reg->id)
3861                                 continue;
3862                         if (!idset_contains(precise_ids, reg->id))
3863                                 continue;
3864                         bt_set_frame_reg(bt, fr, i);
3865                 }
3866                 for (i = 0; i < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; ++i) {
3867                         if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i]))
3868                                 continue;
3869                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
3870                         if (!reg->id)
3871                                 continue;
3872                         if (!idset_contains(precise_ids, reg->id))
3873                                 continue;
3874                         bt_set_frame_slot(bt, fr, i);
3875                 }
3876         }
3877
3878         return 0;
3879 }
3880
3881 /*
3882  * __mark_chain_precision() backtracks BPF program instruction sequence and
3883  * chain of verifier states making sure that register *regno* (if regno >= 0)
3884  * and/or stack slot *spi* (if spi >= 0) are marked as precisely tracked
3885  * SCALARS, as well as any other registers and slots that contribute to
3886  * a tracked state of given registers/stack slots, depending on specific BPF
3887  * assembly instructions (see backtrack_insns() for exact instruction handling
3888  * logic). This backtracking relies on recorded jmp_history and is able to
3889  * traverse entire chain of parent states. This process ends only when all the
3890  * necessary registers/slots and their transitive dependencies are marked as
3891  * precise.
3892  *
3893  * One important and subtle aspect is that precise marks *do not matter* in
3894  * the currently verified state (current state). It is important to understand
3895  * why this is the case.
3896  *
3897  * First, note that current state is the state that is not yet "checkpointed",
3898  * i.e., it is not yet put into env->explored_states, and it has no children
3899  * states as well. It's ephemeral, and can end up either a) being discarded if
3900  * compatible explored state is found at some point or BPF_EXIT instruction is
3901  * reached or b) checkpointed and put into env->explored_states, branching out
3902  * into one or more children states.
3903  *
3904  * In the former case, precise markings in current state are completely
3905  * ignored by state comparison code (see regsafe() for details). Only
3906  * checkpointed ("old") state precise markings are important, and if old
3907  * state's register/slot is precise, regsafe() assumes current state's
3908  * register/slot as precise and checks value ranges exactly and precisely. If
3909  * states turn out to be compatible, current state's necessary precise
3910  * markings and any required parent states' precise markings are enforced
3911  * after the fact with propagate_precision() logic, after the fact. But it's
3912  * important to realize that in this case, even after marking current state
3913  * registers/slots as precise, we immediately discard current state. So what
3914  * actually matters is any of the precise markings propagated into current
3915  * state's parent states, which are always checkpointed (due to b) case above).
3916  * As such, for scenario a) it doesn't matter if current state has precise
3917  * markings set or not.
3918  *
3919  * Now, for the scenario b), checkpointing and forking into child(ren)
3920  * state(s). Note that before current state gets to checkpointing step, any
3921  * processed instruction always assumes precise SCALAR register/slot
3922  * knowledge: if precise value or range is useful to prune jump branch, BPF
3923  * verifier takes this opportunity enthusiastically. Similarly, when
3924  * register's value is used to calculate offset or memory address, exact
3925  * knowledge of SCALAR range is assumed, checked, and enforced. So, similar to
3926  * what we mentioned above about state comparison ignoring precise markings
3927  * during state comparison, BPF verifier ignores and also assumes precise
3928  * markings *at will* during instruction verification process. But as verifier
3929  * assumes precision, it also propagates any precision dependencies across
3930  * parent states, which are not yet finalized, so can be further restricted
3931  * based on new knowledge gained from restrictions enforced by their children
3932  * states. This is so that once those parent states are finalized, i.e., when
3933  * they have no more active children state, state comparison logic in
3934  * is_state_visited() would enforce strict and precise SCALAR ranges, if
3935  * required for correctness.
3936  *
3937  * To build a bit more intuition, note also that once a state is checkpointed,
3938  * the path we took to get to that state is not important. This is crucial
3939  * property for state pruning. When state is checkpointed and finalized at
3940  * some instruction index, it can be correctly and safely used to "short
3941  * circuit" any *compatible* state that reaches exactly the same instruction
3942  * index. I.e., if we jumped to that instruction from a completely different
3943  * code path than original finalized state was derived from, it doesn't
3944  * matter, current state can be discarded because from that instruction
3945  * forward having a compatible state will ensure we will safely reach the
3946  * exit. States describe preconditions for further exploration, but completely
3947  * forget the history of how we got here.
3948  *
3949  * This also means that even if we needed precise SCALAR range to get to
3950  * finalized state, but from that point forward *that same* SCALAR register is
3951  * never used in a precise context (i.e., it's precise value is not needed for
3952  * correctness), it's correct and safe to mark such register as "imprecise"
3953  * (i.e., precise marking set to false). This is what we rely on when we do
3954  * not set precise marking in current state. If no child state requires
3955  * precision for any given SCALAR register, it's safe to dictate that it can
3956  * be imprecise. If any child state does require this register to be precise,
3957  * we'll mark it precise later retroactively during precise markings
3958  * propagation from child state to parent states.
3959  *
3960  * Skipping precise marking setting in current state is a mild version of
3961  * relying on the above observation. But we can utilize this property even
3962  * more aggressively by proactively forgetting any precise marking in the
3963  * current state (which we inherited from the parent state), right before we
3964  * checkpoint it and branch off into new child state. This is done by
3965  * mark_all_scalars_imprecise() to hopefully get more permissive and generic
3966  * finalized states which help in short circuiting more future states.
3967  */
3968 static int __mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
3969 {
3970         struct backtrack_state *bt = &env->bt;
3971         struct bpf_verifier_state *st = env->cur_state;
3972         int first_idx = st->first_insn_idx;
3973         int last_idx = env->insn_idx;
3974         int subseq_idx = -1;
3975         struct bpf_func_state *func;
3976         struct bpf_reg_state *reg;
3977         bool skip_first = true;
3978         int i, fr, err;
3979
3980         if (!env->bpf_capable)
3981                 return 0;
3982
3983         /* set frame number from which we are starting to backtrack */
3984         bt_init(bt, env->cur_state->curframe);
3985
3986         /* Do sanity checks against current state of register and/or stack
3987          * slot, but don't set precise flag in current state, as precision
3988          * tracking in the current state is unnecessary.
3989          */
3990         func = st->frame[bt->frame];
3991         if (regno >= 0) {
3992                 reg = &func->regs[regno];
3993                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
3994                         WARN_ONCE(1, "backtracing misuse");
3995                         return -EFAULT;
3996                 }
3997                 bt_set_reg(bt, regno);
3998         }
3999
4000         if (bt_empty(bt))
4001                 return 0;
4002
4003         for (;;) {
4004                 DECLARE_BITMAP(mask, 64);
4005                 u32 history = st->jmp_history_cnt;
4006
4007                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
4008                         verbose(env, "mark_precise: frame%d: last_idx %d first_idx %d subseq_idx %d \n",
4009                                 bt->frame, last_idx, first_idx, subseq_idx);
4010                 }
4011
4012                 /* If some register with scalar ID is marked as precise,
4013                  * make sure that all registers sharing this ID are also precise.
4014                  * This is needed to estimate effect of find_equal_scalars().
4015                  * Do this at the last instruction of each state,
4016                  * bpf_reg_state::id fields are valid for these instructions.
4017                  *
4018                  * Allows to track precision in situation like below:
4019                  *
4020                  *     r2 = unknown value
4021                  *     ...
4022                  *   --- state #0 ---
4023                  *     ...
4024                  *     r1 = r2                 // r1 and r2 now share the same ID
4025                  *     ...
4026                  *   --- state #1 {r1.id = A, r2.id = A} ---
4027                  *     ...
4028                  *     if (r2 > 10) goto exit; // find_equal_scalars() assigns range to r1
4029                  *     ...
4030                  *   --- state #2 {r1.id = A, r2.id = A} ---
4031                  *     r3 = r10
4032                  *     r3 += r1                // need to mark both r1 and r2
4033                  */
4034                 if (mark_precise_scalar_ids(env, st))
4035                         return -EFAULT;
4036
4037                 if (last_idx < 0) {
4038                         /* we are at the entry into subprog, which
4039                          * is expected for global funcs, but only if
4040                          * requested precise registers are R1-R5
4041                          * (which are global func's input arguments)
4042                          */
4043                         if (st->curframe == 0 &&
4044                             st->frame[0]->subprogno > 0 &&
4045                             st->frame[0]->callsite == BPF_MAIN_FUNC &&
4046                             bt_stack_mask(bt) == 0 &&
4047                             (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) == 0) {
4048                                 bitmap_from_u64(mask, bt_reg_mask(bt));
4049                                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
4050                                         reg = &st->frame[0]->regs[i];
4051                                         bt_clear_reg(bt, i);
4052                                         if (reg->type == SCALAR_VALUE)
4053                                                 reg->precise = true;
4054                                 }
4055                                 return 0;
4056                         }
4057
4058                         verbose(env, "BUG backtracking func entry subprog %d reg_mask %x stack_mask %llx\n",
4059                                 st->frame[0]->subprogno, bt_reg_mask(bt), bt_stack_mask(bt));
4060                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
4061                         return -EFAULT;
4062                 }
4063
4064                 for (i = last_idx;;) {
4065                         if (skip_first) {
4066                                 err = 0;
4067                                 skip_first = false;
4068                         } else {
4069                                 err = backtrack_insn(env, i, subseq_idx, bt);
4070                         }
4071                         if (err == -ENOTSUPP) {
4072                                 mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4073                                 bt_reset(bt);
4074                                 return 0;
4075                         } else if (err) {
4076                                 return err;
4077                         }
4078                         if (bt_empty(bt))
4079                                 /* Found assignment(s) into tracked register in this state.
4080                                  * Since this state is already marked, just return.
4081                                  * Nothing to be tracked further in the parent state.
4082                                  */
4083                                 return 0;
4084                         if (i == first_idx)
4085                                 break;
4086                         subseq_idx = i;
4087                         i = get_prev_insn_idx(st, i, &history);
4088                         if (i >= env->prog->len) {
4089                                 /* This can happen if backtracking reached insn 0
4090                                  * and there are still reg_mask or stack_mask
4091                                  * to backtrack.
4092                                  * It means the backtracking missed the spot where
4093                                  * particular register was initialized with a constant.
4094                                  */
4095                                 verbose(env, "BUG backtracking idx %d\n", i);
4096                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
4097                                 return -EFAULT;
4098                         }
4099                 }
4100                 st = st->parent;
4101                 if (!st)
4102                         break;
4103
4104                 for (fr = bt->frame; fr >= 0; fr--) {
4105                         func = st->frame[fr];
4106                         bitmap_from_u64(mask, bt_frame_reg_mask(bt, fr));
4107                         for_each_set_bit(i, mask, 32) {
4108                                 reg = &func->regs[i];
4109                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4110                                         bt_clear_frame_reg(bt, fr, i);
4111                                         continue;
4112                                 }
4113                                 if (reg->precise)
4114                                         bt_clear_frame_reg(bt, fr, i);
4115                                 else
4116                                         reg->precise = true;
4117                         }
4118
4119                         bitmap_from_u64(mask, bt_frame_stack_mask(bt, fr));
4120                         for_each_set_bit(i, mask, 64) {
4121                                 if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE) {
4122                                         /* the sequence of instructions:
4123                                          * 2: (bf) r3 = r10
4124                                          * 3: (7b) *(u64 *)(r3 -8) = r0
4125                                          * 4: (79) r4 = *(u64 *)(r10 -8)
4126                                          * doesn't contain jmps. It's backtracked
4127                                          * as a single block.
4128                                          * During backtracking insn 3 is not recognized as
4129                                          * stack access, so at the end of backtracking
4130                                          * stack slot fp-8 is still marked in stack_mask.
4131                                          * However the parent state may not have accessed
4132                                          * fp-8 and it's "unallocated" stack space.
4133                                          * In such case fallback to conservative.
4134                                          */
4135                                         mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4136                                         bt_reset(bt);
4137                                         return 0;
4138                                 }
4139
4140                                 if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i])) {
4141                                         bt_clear_frame_slot(bt, fr, i);
4142                                         continue;
4143                                 }
4144                                 reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
4145                                 if (reg->precise)
4146                                         bt_clear_frame_slot(bt, fr, i);
4147                                 else
4148                                         reg->precise = true;
4149                         }
4150                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
4151                                 fmt_reg_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN,
4152                                              bt_frame_reg_mask(bt, fr));
4153                                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: parent state regs=%s ",
4154                                         fr, env->tmp_str_buf);
4155                                 fmt_stack_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN,
4156                                                bt_frame_stack_mask(bt, fr));
4157                                 verbose(env, "stack=%s: ", env->tmp_str_buf);
4158                                 print_verifier_state(env, func, true);
4159                         }
4160                 }
4161
4162                 if (bt_empty(bt))
4163                         return 0;
4164
4165                 subseq_idx = first_idx;
4166                 last_idx = st->last_insn_idx;
4167                 first_idx = st->first_insn_idx;
4168         }
4169
4170         /* if we still have requested precise regs or slots, we missed
4171          * something (e.g., stack access through non-r10 register), so
4172          * fallback to marking all precise
4173          */
4174         if (!bt_empty(bt)) {
4175                 mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4176                 bt_reset(bt);
4177         }
4178
4179         return 0;
4180 }
4181
4182 int mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4183 {
4184         return __mark_chain_precision(env, regno);
4185 }
4186
4187 /* mark_chain_precision_batch() assumes that env->bt is set in the caller to
4188  * desired reg and stack masks across all relevant frames
4189  */
4190 static int mark_chain_precision_batch(struct bpf_verifier_env *env)
4191 {
4192         return __mark_chain_precision(env, -1);
4193 }
4194
4195 static bool is_spillable_regtype(enum bpf_reg_type type)
4196 {
4197         switch (base_type(type)) {
4198         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4199         case PTR_TO_STACK:
4200         case PTR_TO_CTX:
4201         case PTR_TO_PACKET:
4202         case PTR_TO_PACKET_META:
4203         case PTR_TO_PACKET_END:
4204         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
4205         case CONST_PTR_TO_MAP:
4206         case PTR_TO_SOCKET:
4207         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
4208         case PTR_TO_TCP_SOCK:
4209         case PTR_TO_XDP_SOCK:
4210         case PTR_TO_BTF_ID:
4211         case PTR_TO_BUF:
4212         case PTR_TO_MEM:
4213         case PTR_TO_FUNC:
4214         case PTR_TO_MAP_KEY:
4215                 return true;
4216         default:
4217                 return false;
4218         }
4219 }
4220
4221 /* Does this register contain a constant zero? */
4222 static bool register_is_null(struct bpf_reg_state *reg)
4223 {
4224         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
4225 }
4226
4227 static bool register_is_const(struct bpf_reg_state *reg)
4228 {
4229         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off);
4230 }
4231
4232 static bool __is_scalar_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
4233 {
4234         return tnum_is_unknown(reg->var_off) &&
4235                reg->smin_value == S64_MIN && reg->smax_value == S64_MAX &&
4236                reg->umin_value == 0 && reg->umax_value == U64_MAX &&
4237                reg->s32_min_value == S32_MIN && reg->s32_max_value == S32_MAX &&
4238                reg->u32_min_value == 0 && reg->u32_max_value == U32_MAX;
4239 }
4240
4241 static bool register_is_bounded(struct bpf_reg_state *reg)
4242 {
4243         return reg->type == SCALAR_VALUE && !__is_scalar_unbounded(reg);
4244 }
4245
4246 static bool __is_pointer_value(bool allow_ptr_leaks,
4247                                const struct bpf_reg_state *reg)
4248 {
4249         if (allow_ptr_leaks)
4250                 return false;
4251
4252         return reg->type != SCALAR_VALUE;
4253 }
4254
4255 /* Copy src state preserving dst->parent and dst->live fields */
4256 static void copy_register_state(struct bpf_reg_state *dst, const struct bpf_reg_state *src)
4257 {
4258         struct bpf_reg_state *parent = dst->parent;
4259         enum bpf_reg_liveness live = dst->live;
4260
4261         *dst = *src;
4262         dst->parent = parent;
4263         dst->live = live;
4264 }
4265
4266 static void save_register_state(struct bpf_func_state *state,
4267                                 int spi, struct bpf_reg_state *reg,
4268                                 int size)
4269 {
4270         int i;
4271
4272         copy_register_state(&state->stack[spi].spilled_ptr, reg);
4273         if (size == BPF_REG_SIZE)
4274                 state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4275
4276         for (i = BPF_REG_SIZE; i > BPF_REG_SIZE - size; i--)
4277                 state->stack[spi].slot_type[i - 1] = STACK_SPILL;
4278
4279         /* size < 8 bytes spill */
4280         for (; i; i--)
4281                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i - 1]);
4282 }
4283
4284 static bool is_bpf_st_mem(struct bpf_insn *insn)
4285 {
4286         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ST && BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEM;
4287 }
4288
4289 /* check_stack_{read,write}_fixed_off functions track spill/fill of registers,
4290  * stack boundary and alignment are checked in check_mem_access()
4291  */
4292 static int check_stack_write_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
4293                                        /* stack frame we're writing to */
4294                                        struct bpf_func_state *state,
4295                                        int off, int size, int value_regno,
4296                                        int insn_idx)
4297 {
4298         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
4299         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE, err;
4300         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
4301         struct bpf_reg_state *reg = NULL;
4302         u32 dst_reg = insn->dst_reg;
4303
4304         err = grow_stack_state(state, round_up(slot + 1, BPF_REG_SIZE));
4305         if (err)
4306                 return err;
4307         /* caller checked that off % size == 0 and -MAX_BPF_STACK <= off < 0,
4308          * so it's aligned access and [off, off + size) are within stack limits
4309          */
4310         if (!env->allow_ptr_leaks &&
4311             state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
4312             size != BPF_REG_SIZE) {
4313                 verbose(env, "attempt to corrupt spilled pointer on stack\n");
4314                 return -EACCES;
4315         }
4316
4317         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
4318         if (value_regno >= 0)
4319                 reg = &cur->regs[value_regno];
4320         if (!env->bypass_spec_v4) {
4321                 bool sanitize = reg && is_spillable_regtype(reg->type);
4322
4323                 for (i = 0; i < size; i++) {
4324                         u8 type = state->stack[spi].slot_type[i];
4325
4326                         if (type != STACK_MISC && type != STACK_ZERO) {
4327                                 sanitize = true;
4328                                 break;
4329                         }
4330                 }
4331
4332                 if (sanitize)
4333                         env->insn_aux_data[insn_idx].sanitize_stack_spill = true;
4334         }
4335
4336         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
4337         if (err)
4338                 return err;
4339
4340         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4341         if (reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && register_is_bounded(reg) &&
4342             !register_is_null(reg) && env->bpf_capable) {
4343                 if (dst_reg != BPF_REG_FP) {
4344                         /* The backtracking logic can only recognize explicit
4345                          * stack slot address like [fp - 8]. Other spill of
4346                          * scalar via different register has to be conservative.
4347                          * Backtrack from here and mark all registers as precise
4348                          * that contributed into 'reg' being a constant.
4349                          */
4350                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4351                         if (err)
4352                                 return err;
4353                 }
4354                 save_register_state(state, spi, reg, size);
4355                 /* Break the relation on a narrowing spill. */
4356                 if (fls64(reg->umax_value) > BITS_PER_BYTE * size)
4357                         state->stack[spi].spilled_ptr.id = 0;
4358         } else if (!reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && is_bpf_st_mem(insn) &&
4359                    insn->imm != 0 && env->bpf_capable) {
4360                 struct bpf_reg_state fake_reg = {};
4361
4362                 __mark_reg_known(&fake_reg, (u32)insn->imm);
4363                 fake_reg.type = SCALAR_VALUE;
4364                 save_register_state(state, spi, &fake_reg, size);
4365         } else if (reg && is_spillable_regtype(reg->type)) {
4366                 /* register containing pointer is being spilled into stack */
4367                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
4368                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
4369                         verbose(env, "invalid size of register spill\n");
4370                         return -EACCES;
4371                 }
4372                 if (state != cur && reg->type == PTR_TO_STACK) {
4373                         verbose(env, "cannot spill pointers to stack into stack frame of the caller\n");
4374                         return -EINVAL;
4375                 }
4376                 save_register_state(state, spi, reg, size);
4377         } else {
4378                 u8 type = STACK_MISC;
4379
4380                 /* regular write of data into stack destroys any spilled ptr */
4381                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
4382                 /* Mark slots as STACK_MISC if they belonged to spilled ptr/dynptr/iter. */
4383                 if (is_stack_slot_special(&state->stack[spi]))
4384                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
4385                                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i]);
4386
4387                 /* only mark the slot as written if all 8 bytes were written
4388                  * otherwise read propagation may incorrectly stop too soon
4389                  * when stack slots are partially written.
4390                  * This heuristic means that read propagation will be
4391                  * conservative, since it will add reg_live_read marks
4392                  * to stack slots all the way to first state when programs
4393                  * writes+reads less than 8 bytes
4394                  */
4395                 if (size == BPF_REG_SIZE)
4396                         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4397
4398                 /* when we zero initialize stack slots mark them as such */
4399                 if ((reg && register_is_null(reg)) ||
4400                     (!reg && is_bpf_st_mem(insn) && insn->imm == 0)) {
4401                         /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
4402                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4403                         if (err)
4404                                 return err;
4405                         type = STACK_ZERO;
4406                 }
4407
4408                 /* Mark slots affected by this stack write. */
4409                 for (i = 0; i < size; i++)
4410                         state->stack[spi].slot_type[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] =
4411                                 type;
4412         }
4413         return 0;
4414 }
4415
4416 /* Write the stack: 'stack[ptr_regno + off] = value_regno'. 'ptr_regno' is
4417  * known to contain a variable offset.
4418  * This function checks whether the write is permitted and conservatively
4419  * tracks the effects of the write, considering that each stack slot in the
4420  * dynamic range is potentially written to.
4421  *
4422  * 'off' includes 'regno->off'.
4423  * 'value_regno' can be -1, meaning that an unknown value is being written to
4424  * the stack.
4425  *
4426  * Spilled pointers in range are not marked as written because we don't know
4427  * what's going to be actually written. This means that read propagation for
4428  * future reads cannot be terminated by this write.
4429  *
4430  * For privileged programs, uninitialized stack slots are considered
4431  * initialized by this write (even though we don't know exactly what offsets
4432  * are going to be written to). The idea is that we don't want the verifier to
4433  * reject future reads that access slots written to through variable offsets.
4434  */
4435 static int check_stack_write_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
4436                                      /* func where register points to */
4437                                      struct bpf_func_state *state,
4438                                      int ptr_regno, int off, int size,
4439                                      int value_regno, int insn_idx)
4440 {
4441         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
4442         int min_off, max_off;
4443         int i, err;
4444         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, *value_reg = NULL;
4445         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
4446         bool writing_zero = false;
4447         /* set if the fact that we're writing a zero is used to let any
4448          * stack slots remain STACK_ZERO
4449          */
4450         bool zero_used = false;
4451
4452         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
4453         ptr_reg = &cur->regs[ptr_regno];
4454         min_off = ptr_reg->smin_value + off;
4455         max_off = ptr_reg->smax_value + off + size;
4456         if (value_regno >= 0)
4457                 value_reg = &cur->regs[value_regno];
4458         if ((value_reg && register_is_null(value_reg)) ||
4459             (!value_reg && is_bpf_st_mem(insn) && insn->imm == 0))
4460                 writing_zero = true;
4461
4462         err = grow_stack_state(state, round_up(-min_off, BPF_REG_SIZE));
4463         if (err)
4464                 return err;
4465
4466         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4467                 int spi;
4468
4469                 spi = __get_spi(i);
4470                 err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
4471                 if (err)
4472                         return err;
4473         }
4474
4475         /* Variable offset writes destroy any spilled pointers in range. */
4476         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4477                 u8 new_type, *stype;
4478                 int slot, spi;
4479
4480                 slot = -i - 1;
4481                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4482                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
4483                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4484
4485                 if (!env->allow_ptr_leaks && *stype != STACK_MISC && *stype != STACK_ZERO) {
4486                         /* Reject the write if range we may write to has not
4487                          * been initialized beforehand. If we didn't reject
4488                          * here, the ptr status would be erased below (even
4489                          * though not all slots are actually overwritten),
4490                          * possibly opening the door to leaks.
4491                          *
4492                          * We do however catch STACK_INVALID case below, and
4493                          * only allow reading possibly uninitialized memory
4494                          * later for CAP_PERFMON, as the write may not happen to
4495                          * that slot.
4496                          */
4497                         verbose(env, "spilled ptr in range of var-offset stack write; insn %d, ptr off: %d",
4498                                 insn_idx, i);
4499                         return -EINVAL;
4500                 }
4501
4502                 /* Erase all spilled pointers. */
4503                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
4504
4505                 /* Update the slot type. */
4506                 new_type = STACK_MISC;
4507                 if (writing_zero && *stype == STACK_ZERO) {
4508                         new_type = STACK_ZERO;
4509                         zero_used = true;
4510                 }
4511                 /* If the slot is STACK_INVALID, we check whether it's OK to
4512                  * pretend that it will be initialized by this write. The slot
4513                  * might not actually be written to, and so if we mark it as
4514                  * initialized future reads might leak uninitialized memory.
4515                  * For privileged programs, we will accept such reads to slots
4516                  * that may or may not be written because, if we're reject
4517                  * them, the error would be too confusing.
4518                  */
4519                 if (*stype == STACK_INVALID && !env->allow_uninit_stack) {
4520                         verbose(env, "uninit stack in range of var-offset write prohibited for !root; insn %d, off: %d",
4521                                         insn_idx, i);
4522                         return -EINVAL;
4523                 }
4524                 *stype = new_type;
4525         }
4526         if (zero_used) {
4527                 /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
4528                 err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4529                 if (err)
4530                         return err;
4531         }
4532         return 0;
4533 }
4534
4535 /* When register 'dst_regno' is assigned some values from stack[min_off,
4536  * max_off), we set the register's type according to the types of the
4537  * respective stack slots. If all the stack values are known to be zeros, then
4538  * so is the destination reg. Otherwise, the register is considered to be
4539  * SCALAR. This function does not deal with register filling; the caller must
4540  * ensure that all spilled registers in the stack range have been marked as
4541  * read.
4542  */
4543 static void mark_reg_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
4544                                 /* func where src register points to */
4545                                 struct bpf_func_state *ptr_state,
4546                                 int min_off, int max_off, int dst_regno)
4547 {
4548         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4549         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4550         int i, slot, spi;
4551         u8 *stype;
4552         int zeros = 0;
4553
4554         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4555                 slot = -i - 1;
4556                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4557                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4558                 stype = ptr_state->stack[spi].slot_type;
4559                 if (stype[slot % BPF_REG_SIZE] != STACK_ZERO)
4560                         break;
4561                 zeros++;
4562         }
4563         if (zeros == max_off - min_off) {
4564                 /* any access_size read into register is zero extended,
4565                  * so the whole register == const_zero
4566                  */
4567                 __mark_reg_const_zero(&state->regs[dst_regno]);
4568                 /* backtracking doesn't support STACK_ZERO yet,
4569                  * so mark it precise here, so that later
4570                  * backtracking can stop here.
4571                  * Backtracking may not need this if this register
4572                  * doesn't participate in pointer adjustment.
4573                  * Forward propagation of precise flag is not
4574                  * necessary either. This mark is only to stop
4575                  * backtracking. Any register that contributed
4576                  * to const 0 was marked precise before spill.
4577                  */
4578                 state->regs[dst_regno].precise = true;
4579         } else {
4580                 /* have read misc data from the stack */
4581                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
4582         }
4583         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4584 }
4585
4586 /* Read the stack at 'off' and put the results into the register indicated by
4587  * 'dst_regno'. It handles reg filling if the addressed stack slot is a
4588  * spilled reg.
4589  *
4590  * 'dst_regno' can be -1, meaning that the read value is not going to a
4591  * register.
4592  *
4593  * The access is assumed to be within the current stack bounds.
4594  */
4595 static int check_stack_read_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
4596                                       /* func where src register points to */
4597                                       struct bpf_func_state *reg_state,
4598                                       int off, int size, int dst_regno)
4599 {
4600         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4601         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4602         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4603         struct bpf_reg_state *reg;
4604         u8 *stype, type;
4605
4606         stype = reg_state->stack[spi].slot_type;
4607         reg = &reg_state->stack[spi].spilled_ptr;
4608
4609         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4610
4611         if (is_spilled_reg(&reg_state->stack[spi])) {
4612                 u8 spill_size = 1;
4613
4614                 for (i = BPF_REG_SIZE - 1; i > 0 && stype[i - 1] == STACK_SPILL; i--)
4615                         spill_size++;
4616
4617                 if (size != BPF_REG_SIZE || spill_size != BPF_REG_SIZE) {
4618                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4619                                 verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
4620                                 verbose(env, "invalid size of register fill\n");
4621                                 return -EACCES;
4622                         }
4623
4624                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4625                         if (dst_regno < 0)
4626                                 return 0;
4627
4628                         if (!(off % BPF_REG_SIZE) && size == spill_size) {
4629                                 /* The earlier check_reg_arg() has decided the
4630                                  * subreg_def for this insn.  Save it first.
4631                                  */
4632                                 s32 subreg_def = state->regs[dst_regno].subreg_def;
4633
4634                                 copy_register_state(&state->regs[dst_regno], reg);
4635                                 state->regs[dst_regno].subreg_def = subreg_def;
4636                         } else {
4637                                 for (i = 0; i < size; i++) {
4638                                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
4639                                         if (type == STACK_SPILL)
4640                                                 continue;
4641                                         if (type == STACK_MISC)
4642                                                 continue;
4643                                         if (type == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)
4644                                                 continue;
4645                                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
4646                                                 off, i, size);
4647                                         return -EACCES;
4648                                 }
4649                                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
4650                         }
4651                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4652                         return 0;
4653                 }
4654
4655                 if (dst_regno >= 0) {
4656                         /* restore register state from stack */
4657                         copy_register_state(&state->regs[dst_regno], reg);
4658                         /* mark reg as written since spilled pointer state likely
4659                          * has its liveness marks cleared by is_state_visited()
4660                          * which resets stack/reg liveness for state transitions
4661                          */
4662                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4663                 } else if (__is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg)) {
4664                         /* If dst_regno==-1, the caller is asking us whether
4665                          * it is acceptable to use this value as a SCALAR_VALUE
4666                          * (e.g. for XADD).
4667                          * We must not allow unprivileged callers to do that
4668                          * with spilled pointers.
4669                          */
4670                         verbose(env, "leaking pointer from stack off %d\n",
4671                                 off);
4672                         return -EACCES;
4673                 }
4674                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4675         } else {
4676                 for (i = 0; i < size; i++) {
4677                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
4678                         if (type == STACK_MISC)
4679                                 continue;
4680                         if (type == STACK_ZERO)
4681                                 continue;
4682                         if (type == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)
4683                                 continue;
4684                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
4685                                 off, i, size);
4686                         return -EACCES;
4687                 }
4688                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4689                 if (dst_regno >= 0)
4690                         mark_reg_stack_read(env, reg_state, off, off + size, dst_regno);
4691         }
4692         return 0;
4693 }
4694
4695 enum bpf_access_src {
4696         ACCESS_DIRECT = 1,  /* the access is performed by an instruction */
4697         ACCESS_HELPER = 2,  /* the access is performed by a helper */
4698 };
4699
4700 static int check_stack_range_initialized(struct bpf_verifier_env *env,
4701                                          int regno, int off, int access_size,
4702                                          bool zero_size_allowed,
4703                                          enum bpf_access_src type,
4704                                          struct bpf_call_arg_meta *meta);
4705
4706 static struct bpf_reg_state *reg_state(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4707 {
4708         return cur_regs(env) + regno;
4709 }
4710
4711 /* Read the stack at 'ptr_regno + off' and put the result into the register
4712  * 'dst_regno'.
4713  * 'off' includes the pointer register's fixed offset(i.e. 'ptr_regno.off'),
4714  * but not its variable offset.
4715  * 'size' is assumed to be <= reg size and the access is assumed to be aligned.
4716  *
4717  * As opposed to check_stack_read_fixed_off, this function doesn't deal with
4718  * filling registers (i.e. reads of spilled register cannot be detected when
4719  * the offset is not fixed). We conservatively mark 'dst_regno' as containing
4720  * SCALAR_VALUE. That's why we assert that the 'ptr_regno' has a variable
4721  * offset; for a fixed offset check_stack_read_fixed_off should be used
4722  * instead.
4723  */
4724 static int check_stack_read_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
4725                                     int ptr_regno, int off, int size, int dst_regno)
4726 {
4727         /* The state of the source register. */
4728         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4729         struct bpf_func_state *ptr_state = func(env, reg);
4730         int err;
4731         int min_off, max_off;
4732
4733         /* Note that we pass a NULL meta, so raw access will not be permitted.
4734          */
4735         err = check_stack_range_initialized(env, ptr_regno, off, size,
4736                                             false, ACCESS_DIRECT, NULL);
4737         if (err)
4738                 return err;
4739
4740         min_off = reg->smin_value + off;
4741         max_off = reg->smax_value + off;
4742         mark_reg_stack_read(env, ptr_state, min_off, max_off + size, dst_regno);
4743         return 0;
4744 }
4745
4746 /* check_stack_read dispatches to check_stack_read_fixed_off or
4747  * check_stack_read_var_off.
4748  *
4749  * The caller must ensure that the offset falls within the allocated stack
4750  * bounds.
4751  *
4752  * 'dst_regno' is a register which will receive the value from the stack. It
4753  * can be -1, meaning that the read value is not going to a register.
4754  */
4755 static int check_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
4756                             int ptr_regno, int off, int size,
4757                             int dst_regno)
4758 {
4759         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4760         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
4761         int err;
4762         /* Some accesses are only permitted with a static offset. */
4763         bool var_off = !tnum_is_const(reg->var_off);
4764
4765         /* The offset is required to be static when reads don't go to a
4766          * register, in order to not leak pointers (see
4767          * check_stack_read_fixed_off).
4768          */
4769         if (dst_regno < 0 && var_off) {
4770                 char tn_buf[48];
4771
4772                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4773                 verbose(env, "variable offset stack pointer cannot be passed into helper function; var_off=%s off=%d size=%d\n",
4774                         tn_buf, off, size);
4775                 return -EACCES;
4776         }
4777         /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity
4778          * since it requires corresponding support in Spectre masking for stack
4779          * ALU. See also retrieve_ptr_limit(). The check in
4780          * check_stack_access_for_ptr_arithmetic() called by
4781          * adjust_ptr_min_max_vals() prevents users from creating stack pointers
4782          * with variable offsets, therefore no check is required here. Further,
4783          * just checking it here would be insufficient as speculative stack
4784          * writes could still lead to unsafe speculative behaviour.
4785          */
4786         if (!var_off) {
4787                 off += reg->var_off.value;
4788                 err = check_stack_read_fixed_off(env, state, off, size,
4789                                                  dst_regno);
4790         } else {
4791                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
4792                  * than fixed offset ones. Note that dst_regno >= 0 on this
4793                  * branch.
4794                  */
4795                 err = check_stack_read_var_off(env, ptr_regno, off, size,
4796                                                dst_regno);
4797         }
4798         return err;
4799 }
4800
4801
4802 /* check_stack_write dispatches to check_stack_write_fixed_off or
4803  * check_stack_write_var_off.
4804  *
4805  * 'ptr_regno' is the register used as a pointer into the stack.
4806  * 'off' includes 'ptr_regno->off', but not its variable offset (if any).
4807  * 'value_regno' is the register whose value we're writing to the stack. It can
4808  * be -1, meaning that we're not writing from a register.
4809  *
4810  * The caller must ensure that the offset falls within the maximum stack size.
4811  */
4812 static int check_stack_write(struct bpf_verifier_env *env,
4813                              int ptr_regno, int off, int size,
4814                              int value_regno, int insn_idx)
4815 {
4816         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4817         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
4818         int err;
4819
4820         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
4821                 off += reg->var_off.value;
4822                 err = check_stack_write_fixed_off(env, state, off, size,
4823                                                   value_regno, insn_idx);
4824         } else {
4825                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
4826                  * than fixed offset ones.
4827                  */
4828                 err = check_stack_write_var_off(env, state,
4829                                                 ptr_regno, off, size,
4830                                                 value_regno, insn_idx);
4831         }
4832         return err;
4833 }
4834
4835 static int check_map_access_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
4836                                  int off, int size, enum bpf_access_type type)
4837 {
4838         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4839         struct bpf_map *map = regs[regno].map_ptr;
4840         u32 cap = bpf_map_flags_to_cap(map);
4841
4842         if (type == BPF_WRITE && !(cap & BPF_MAP_CAN_WRITE)) {
4843                 verbose(env, "write into map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
4844                         map->value_size, off, size);
4845                 return -EACCES;
4846         }
4847
4848         if (type == BPF_READ && !(cap & BPF_MAP_CAN_READ)) {
4849                 verbose(env, "read from map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
4850                         map->value_size, off, size);
4851                 return -EACCES;
4852         }
4853
4854         return 0;
4855 }
4856
4857 /* check read/write into memory region (e.g., map value, ringbuf sample, etc) */
4858 static int __check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
4859                               int off, int size, u32 mem_size,
4860                               bool zero_size_allowed)
4861 {
4862         bool size_ok = size > 0 || (size == 0 && zero_size_allowed);
4863         struct bpf_reg_state *reg;
4864
4865         if (off >= 0 && size_ok && (u64)off + size <= mem_size)
4866                 return 0;
4867
4868         reg = &cur_regs(env)[regno];
4869         switch (reg->type) {
4870         case PTR_TO_MAP_KEY:
4871                 verbose(env, "invalid access to map key, key_size=%d off=%d size=%d\n",
4872                         mem_size, off, size);
4873                 break;
4874         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4875                 verbose(env, "invalid access to map value, value_size=%d off=%d size=%d\n",
4876                         mem_size, off, size);
4877                 break;
4878         case PTR_TO_PACKET:
4879         case PTR_TO_PACKET_META:
4880         case PTR_TO_PACKET_END:
4881                 verbose(env, "invalid access to packet, off=%d size=%d, R%d(id=%d,off=%d,r=%d)\n",
4882                         off, size, regno, reg->id, off, mem_size);
4883                 break;
4884         case PTR_TO_MEM:
4885         default:
4886                 verbose(env, "invalid access to memory, mem_size=%u off=%d size=%d\n",
4887                         mem_size, off, size);
4888         }
4889
4890         return -EACCES;
4891 }
4892
4893 /* check read/write into a memory region with possible variable offset */
4894 static int check_mem_region_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
4895                                    int off, int size, u32 mem_size,
4896                                    bool zero_size_allowed)
4897 {
4898         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4899         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4900         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
4901         int err;
4902
4903         /* We may have adjusted the register pointing to memory region, so we
4904          * need to try adding each of min_value and max_value to off
4905          * to make sure our theoretical access will be safe.
4906          *
4907          * The minimum value is only important with signed
4908          * comparisons where we can't assume the floor of a
4909          * value is 0.  If we are using signed variables for our
4910          * index'es we need to make sure that whatever we use
4911          * will have a set floor within our range.
4912          */
4913         if (reg->smin_value < 0 &&
4914             (reg->smin_value == S64_MIN ||
4915              (off + reg->smin_value != (s64)(s32)(off + reg->smin_value)) ||
4916               reg->smin_value + off < 0)) {
4917                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
4918                         regno);
4919                 return -EACCES;
4920         }
4921         err = __check_mem_access(env, regno, reg->smin_value + off, size,
4922                                  mem_size, zero_size_allowed);
4923         if (err) {
4924                 verbose(env, "R%d min value is outside of the allowed memory range\n",
4925                         regno);
4926                 return err;
4927         }
4928
4929         /* If we haven't set a max value then we need to bail since we can't be
4930          * sure we won't do bad things.
4931          * If reg->umax_value + off could overflow, treat that as unbounded too.
4932          */
4933         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
4934                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, make sure to bounds check any such access\n",
4935                         regno);
4936                 return -EACCES;
4937         }
4938         err = __check_mem_access(env, regno, reg->umax_value + off, size,
4939                                  mem_size, zero_size_allowed);
4940         if (err) {
4941                 verbose(env, "R%d max value is outside of the allowed memory range\n",
4942                         regno);
4943                 return err;
4944         }
4945
4946         return 0;
4947 }
4948
4949 static int __check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
4950                                const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
4951                                bool fixed_off_ok)
4952 {
4953         /* Access to this pointer-typed register or passing it to a helper
4954          * is only allowed in its original, unmodified form.
4955          */
4956
4957         if (reg->off < 0) {
4958                 verbose(env, "negative offset %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
4959                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
4960                 return -EACCES;
4961         }
4962
4963         if (!fixed_off_ok && reg->off) {
4964                 verbose(env, "dereference of modified %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
4965                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
4966                 return -EACCES;
4967         }
4968
4969         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
4970                 char tn_buf[48];
4971
4972                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4973                 verbose(env, "variable %s access var_off=%s disallowed\n",
4974                         reg_type_str(env, reg->type), tn_buf);
4975                 return -EACCES;
4976         }
4977
4978         return 0;
4979 }
4980
4981 int check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
4982                       const struct bpf_reg_state *reg, int regno)
4983 {
4984         return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
4985 }
4986
4987 static int map_kptr_match_type(struct bpf_verifier_env *env,
4988                                struct btf_field *kptr_field,
4989                                struct bpf_reg_state *reg, u32 regno)
4990 {
4991         const char *targ_name = btf_type_name(kptr_field->kptr.btf, kptr_field->kptr.btf_id);
4992         int perm_flags;
4993         const char *reg_name = "";
4994
4995         if (btf_is_kernel(reg->btf)) {
4996                 perm_flags = PTR_MAYBE_NULL | PTR_TRUSTED | MEM_RCU;
4997
4998                 /* Only unreferenced case accepts untrusted pointers */
4999                 if (kptr_field->type == BPF_KPTR_UNREF)
5000                         perm_flags |= PTR_UNTRUSTED;
5001         } else {
5002                 perm_flags = PTR_MAYBE_NULL | MEM_ALLOC;
5003         }
5004
5005         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID || (type_flag(reg->type) & ~perm_flags))
5006                 goto bad_type;
5007
5008         /* We need to verify reg->type and reg->btf, before accessing reg->btf */
5009         reg_name = btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id);
5010
5011         /* For ref_ptr case, release function check should ensure we get one
5012          * referenced PTR_TO_BTF_ID, and that its fixed offset is 0. For the
5013          * normal store of unreferenced kptr, we must ensure var_off is zero.
5014          * Since ref_ptr cannot be accessed directly by BPF insns, checks for
5015          * reg->off and reg->ref_obj_id are not needed here.
5016          */
5017         if (__check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true))
5018                 return -EACCES;
5019
5020         /* A full type match is needed, as BTF can be vmlinux, module or prog BTF, and
5021          * we also need to take into account the reg->off.
5022          *
5023          * We want to support cases like:
5024          *
5025          * struct foo {
5026          *         struct bar br;
5027          *         struct baz bz;
5028          * };
5029          *
5030          * struct foo *v;
5031          * v = func();        // PTR_TO_BTF_ID
5032          * val->foo = v;      // reg->off is zero, btf and btf_id match type
5033          * val->bar = &v->br; // reg->off is still zero, but we need to retry with
5034          *                    // first member type of struct after comparison fails
5035          * val->baz = &v->bz; // reg->off is non-zero, so struct needs to be walked
5036          *                    // to match type
5037          *
5038          * In the kptr_ref case, check_func_arg_reg_off already ensures reg->off
5039          * is zero. We must also ensure that btf_struct_ids_match does not walk
5040          * the struct to match type against first member of struct, i.e. reject
5041          * second case from above. Hence, when type is BPF_KPTR_REF, we set
5042          * strict mode to true for type match.
5043          */
5044         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
5045                                   kptr_field->kptr.btf, kptr_field->kptr.btf_id,
5046                                   kptr_field->type == BPF_KPTR_REF))
5047                 goto bad_type;
5048         return 0;
5049 bad_type:
5050         verbose(env, "invalid kptr access, R%d type=%s%s ", regno,
5051                 reg_type_str(env, reg->type), reg_name);
5052         verbose(env, "expected=%s%s", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID), targ_name);
5053         if (kptr_field->type == BPF_KPTR_UNREF)
5054                 verbose(env, " or %s%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED),
5055                         targ_name);
5056         else
5057                 verbose(env, "\n");
5058         return -EINVAL;
5059 }
5060
5061 /* The non-sleepable programs and sleepable programs with explicit bpf_rcu_read_lock()
5062  * can dereference RCU protected pointers and result is PTR_TRUSTED.
5063  */
5064 static bool in_rcu_cs(struct bpf_verifier_env *env)
5065 {
5066         return env->cur_state->active_rcu_lock ||
5067                env->cur_state->active_lock.ptr ||
5068                !env->prog->aux->sleepable;
5069 }
5070
5071 /* Once GCC supports btf_type_tag the following mechanism will be replaced with tag check */
5072 BTF_SET_START(rcu_protected_types)
5073 BTF_ID(struct, prog_test_ref_kfunc)
5074 BTF_ID(struct, cgroup)
5075 BTF_ID(struct, bpf_cpumask)
5076 BTF_ID(struct, task_struct)
5077 BTF_SET_END(rcu_protected_types)
5078
5079 static bool rcu_protected_object(const struct btf *btf, u32 btf_id)
5080 {
5081         if (!btf_is_kernel(btf))
5082                 return false;
5083         return btf_id_set_contains(&rcu_protected_types, btf_id);
5084 }
5085
5086 static bool rcu_safe_kptr(const struct btf_field *field)
5087 {
5088         const struct btf_field_kptr *kptr = &field->kptr;
5089
5090         return field->type == BPF_KPTR_REF && rcu_protected_object(kptr->btf, kptr->btf_id);
5091 }
5092
5093 static int check_map_kptr_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5094                                  int value_regno, int insn_idx,
5095                                  struct btf_field *kptr_field)
5096 {
5097         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
5098         int class = BPF_CLASS(insn->code);
5099         struct bpf_reg_state *val_reg;
5100
5101         /* Things we already checked for in check_map_access and caller:
5102          *  - Reject cases where variable offset may touch kptr
5103          *  - size of access (must be BPF_DW)
5104          *  - tnum_is_const(reg->var_off)
5105          *  - kptr_field->offset == off + reg->var_off.value
5106          */
5107         /* Only BPF_[LDX,STX,ST] | BPF_MEM | BPF_DW is supported */
5108         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM) {
5109                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_MEM instruction mode\n");
5110                 return -EACCES;
5111         }
5112
5113         /* We only allow loading referenced kptr, since it will be marked as
5114          * untrusted, similar to unreferenced kptr.
5115          */
5116         if (class != BPF_LDX && kptr_field->type == BPF_KPTR_REF) {
5117                 verbose(env, "store to referenced kptr disallowed\n");
5118                 return -EACCES;
5119         }
5120
5121         if (class == BPF_LDX) {
5122                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
5123                 /* We can simply mark the value_regno receiving the pointer
5124                  * value from map as PTR_TO_BTF_ID, with the correct type.
5125                  */
5126                 mark_btf_ld_reg(env, cur_regs(env), value_regno, PTR_TO_BTF_ID, kptr_field->kptr.btf,
5127                                 kptr_field->kptr.btf_id,
5128                                 rcu_safe_kptr(kptr_field) && in_rcu_cs(env) ?
5129                                 PTR_MAYBE_NULL | MEM_RCU :
5130                                 PTR_MAYBE_NULL | PTR_UNTRUSTED);
5131                 /* For mark_ptr_or_null_reg */
5132                 val_reg->id = ++env->id_gen;
5133         } else if (class == BPF_STX) {
5134                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
5135                 if (!register_is_null(val_reg) &&
5136                     map_kptr_match_type(env, kptr_field, val_reg, value_regno))
5137                         return -EACCES;
5138         } else if (class == BPF_ST) {
5139                 if (insn->imm) {
5140                         verbose(env, "BPF_ST imm must be 0 when storing to kptr at off=%u\n",
5141                                 kptr_field->offset);
5142                         return -EACCES;
5143                 }
5144         } else {
5145                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_LDX/BPF_STX/BPF_ST\n");
5146                 return -EACCES;
5147         }
5148         return 0;
5149 }
5150
5151 /* check read/write into a map element with possible variable offset */
5152 static int check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5153                             int off, int size, bool zero_size_allowed,
5154                             enum bpf_access_src src)
5155 {
5156         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5157         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
5158         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
5159         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
5160         struct btf_record *rec;
5161         int err, i;
5162
5163         err = check_mem_region_access(env, regno, off, size, map->value_size,
5164                                       zero_size_allowed);
5165         if (err)
5166                 return err;
5167
5168         if (IS_ERR_OR_NULL(map->record))
5169                 return 0;
5170         rec = map->record;
5171         for (i = 0; i < rec->cnt; i++) {
5172                 struct btf_field *field = &rec->fields[i];
5173                 u32 p = field->offset;
5174
5175                 /* If any part of a field  can be touched by load/store, reject
5176                  * this program. To check that [x1, x2) overlaps with [y1, y2),
5177                  * it is sufficient to check x1 < y2 && y1 < x2.
5178                  */
5179                 if (reg->smin_value + off < p + btf_field_type_size(field->type) &&
5180                     p < reg->umax_value + off + size) {
5181                         switch (field->type) {
5182                         case BPF_KPTR_UNREF:
5183                         case BPF_KPTR_REF:
5184                                 if (src != ACCESS_DIRECT) {
5185                                         verbose(env, "kptr cannot be accessed indirectly by helper\n");
5186                                         return -EACCES;
5187                                 }
5188                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
5189                                         verbose(env, "kptr access cannot have variable offset\n");
5190                                         return -EACCES;
5191                                 }
5192                                 if (p != off + reg->var_off.value) {
5193                                         verbose(env, "kptr access misaligned expected=%u off=%llu\n",
5194                                                 p, off + reg->var_off.value);
5195                                         return -EACCES;
5196                                 }
5197                                 if (size != bpf_size_to_bytes(BPF_DW)) {
5198                                         verbose(env, "kptr access size must be BPF_DW\n");
5199                                         return -EACCES;
5200                                 }
5201                                 break;
5202                         default:
5203                                 verbose(env, "%s cannot be accessed directly by load/store\n",
5204                                         btf_field_type_name(field->type));
5205                                 return -EACCES;
5206                         }
5207                 }
5208         }
5209         return 0;
5210 }
5211
5212 #define MAX_PACKET_OFF 0xffff
5213
5214 static bool may_access_direct_pkt_data(struct bpf_verifier_env *env,
5215                                        const struct bpf_call_arg_meta *meta,
5216                                        enum bpf_access_type t)
5217 {
5218         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
5219
5220         switch (prog_type) {
5221         /* Program types only with direct read access go here! */
5222         case BPF_PROG_TYPE_LWT_IN:
5223         case BPF_PROG_TYPE_LWT_OUT:
5224         case BPF_PROG_TYPE_LWT_SEG6LOCAL:
5225         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
5226         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
5227         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
5228                 if (t == BPF_WRITE)
5229                         return false;
5230                 fallthrough;
5231
5232         /* Program types with direct read + write access go here! */
5233         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
5234         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
5235         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
5236         case BPF_PROG_TYPE_LWT_XMIT:
5237         case BPF_PROG_TYPE_SK_SKB:
5238         case BPF_PROG_TYPE_SK_MSG:
5239                 if (meta)
5240                         return meta->pkt_access;
5241
5242                 env->seen_direct_write = true;
5243                 return true;
5244
5245         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
5246                 if (t == BPF_WRITE)
5247                         env->seen_direct_write = true;
5248
5249                 return true;
5250
5251         default:
5252                 return false;
5253         }
5254 }
5255
5256 static int check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
5257                                int size, bool zero_size_allowed)
5258 {
5259         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5260         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
5261         int err;
5262
5263         /* We may have added a variable offset to the packet pointer; but any
5264          * reg->range we have comes after that.  We are only checking the fixed
5265          * offset.
5266          */
5267
5268         /* We don't allow negative numbers, because we aren't tracking enough
5269          * detail to prove they're safe.
5270          */
5271         if (reg->smin_value < 0) {
5272                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
5273                         regno);
5274                 return -EACCES;
5275         }
5276
5277         err = reg->range < 0 ? -EINVAL :
5278               __check_mem_access(env, regno, off, size, reg->range,
5279                                  zero_size_allowed);
5280         if (err) {
5281                 verbose(env, "R%d offset is outside of the packet\n", regno);
5282                 return err;
5283         }
5284
5285         /* __check_mem_access has made sure "off + size - 1" is within u16.
5286          * reg->umax_value can't be bigger than MAX_PACKET_OFF which is 0xffff,
5287          * otherwise find_good_pkt_pointers would have refused to set range info
5288          * that __check_mem_access would have rejected this pkt access.
5289          * Therefore, "off + reg->umax_value + size - 1" won't overflow u32.
5290          */
5291         env->prog->aux->max_pkt_offset =
5292                 max_t(u32, env->prog->aux->max_pkt_offset,
5293                       off + reg->umax_value + size - 1);
5294
5295         return err;
5296 }
5297
5298 /* check access to 'struct bpf_context' fields.  Supports fixed offsets only */
5299 static int check_ctx_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, int off, int size,
5300                             enum bpf_access_type t, enum bpf_reg_type *reg_type,
5301                             struct btf **btf, u32 *btf_id)
5302 {
5303         struct bpf_insn_access_aux info = {
5304                 .reg_type = *reg_type,
5305                 .log = &env->log,
5306         };
5307
5308         if (env->ops->is_valid_access &&
5309             env->ops->is_valid_access(off, size, t, env->prog, &info)) {
5310                 /* A non zero info.ctx_field_size indicates that this field is a
5311                  * candidate for later verifier transformation to load the whole
5312                  * field and then apply a mask when accessed with a narrower
5313                  * access than actual ctx access size. A zero info.ctx_field_size
5314                  * will only allow for whole field access and rejects any other
5315                  * type of narrower access.
5316                  */
5317                 *reg_type = info.reg_type;
5318
5319                 if (base_type(*reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
5320                         *btf = info.btf;
5321                         *btf_id = info.btf_id;
5322                 } else {
5323                         env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size = info.ctx_field_size;
5324                 }
5325                 /* remember the offset of last byte accessed in ctx */
5326                 if (env->prog->aux->max_ctx_offset < off + size)
5327                         env->prog->aux->max_ctx_offset = off + size;
5328                 return 0;
5329         }
5330
5331         verbose(env, "invalid bpf_context access off=%d size=%d\n", off, size);
5332         return -EACCES;
5333 }
5334
5335 static int check_flow_keys_access(struct bpf_verifier_env *env, int off,
5336                                   int size)
5337 {
5338         if (size < 0 || off < 0 ||
5339             (u64)off + size > sizeof(struct bpf_flow_keys)) {
5340                 verbose(env, "invalid access to flow keys off=%d size=%d\n",
5341                         off, size);
5342                 return -EACCES;
5343         }
5344         return 0;
5345 }
5346
5347 static int check_sock_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
5348                              u32 regno, int off, int size,
5349                              enum bpf_access_type t)
5350 {
5351         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5352         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
5353         struct bpf_insn_access_aux info = {};
5354         bool valid;
5355
5356         if (reg->smin_value < 0) {
5357                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
5358                         regno);
5359                 return -EACCES;
5360         }
5361
5362         switch (reg->type) {
5363         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
5364                 valid = bpf_sock_common_is_valid_access(off, size, t, &info);
5365                 break;
5366         case PTR_TO_SOCKET:
5367                 valid = bpf_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5368                 break;
5369         case PTR_TO_TCP_SOCK:
5370                 valid = bpf_tcp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5371                 break;
5372         case PTR_TO_XDP_SOCK:
5373                 valid = bpf_xdp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5374                 break;
5375         default:
5376                 valid = false;
5377         }
5378
5379
5380         if (valid) {
5381                 env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size =
5382                         info.ctx_field_size;
5383                 return 0;
5384         }
5385
5386         verbose(env, "R%d invalid %s access off=%d size=%d\n",
5387                 regno, reg_type_str(env, reg->type), off, size);
5388
5389         return -EACCES;
5390 }
5391
5392 static bool is_pointer_value(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5393 {
5394         return __is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg_state(env, regno));
5395 }
5396
5397 static bool is_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5398 {
5399         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5400
5401         return reg->type == PTR_TO_CTX;
5402 }
5403
5404 static bool is_sk_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5405 {
5406         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5407
5408         return type_is_sk_pointer(reg->type);
5409 }
5410
5411 static bool is_pkt_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5412 {
5413         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5414
5415         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
5416 }
5417
5418 static bool is_flow_key_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5419 {
5420         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5421
5422         /* Separate to is_ctx_reg() since we still want to allow BPF_ST here. */
5423         return reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS;
5424 }
5425
5426 static u32 *reg2btf_ids[__BPF_REG_TYPE_MAX] = {
5427 #ifdef CONFIG_NET
5428         [PTR_TO_SOCKET] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK],
5429         [PTR_TO_SOCK_COMMON] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
5430         [PTR_TO_TCP_SOCK] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_TCP],
5431 #endif
5432         [CONST_PTR_TO_MAP] = btf_bpf_map_id,
5433 };
5434
5435 static bool is_trusted_reg(const struct bpf_reg_state *reg)
5436 {
5437         /* A referenced register is always trusted. */
5438         if (reg->ref_obj_id)
5439                 return true;
5440
5441         /* Types listed in the reg2btf_ids are always trusted */
5442         if (reg2btf_ids[base_type(reg->type)])
5443                 return true;
5444
5445         /* If a register is not referenced, it is trusted if it has the
5446          * MEM_ALLOC or PTR_TRUSTED type modifiers, and no others. Some of the
5447          * other type modifiers may be safe, but we elect to take an opt-in
5448          * approach here as some (e.g. PTR_UNTRUSTED and PTR_MAYBE_NULL) are
5449          * not.
5450          *
5451          * Eventually, we should make PTR_TRUSTED the single source of truth
5452          * for whether a register is trusted.
5453          */
5454         return type_flag(reg->type) & BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS &&
5455                !bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type);
5456 }
5457
5458 static bool is_rcu_reg(const struct bpf_reg_state *reg)
5459 {
5460         return reg->type & MEM_RCU;
5461 }
5462
5463 static void clear_trusted_flags(enum bpf_type_flag *flag)
5464 {
5465         *flag &= ~(BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS | MEM_RCU);
5466 }
5467
5468 static int check_pkt_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5469                                    const struct bpf_reg_state *reg,
5470                                    int off, int size, bool strict)
5471 {
5472         struct tnum reg_off;
5473         int ip_align;
5474
5475         /* Byte size accesses are always allowed. */
5476         if (!strict || size == 1)
5477                 return 0;
5478
5479         /* For platforms that do not have a Kconfig enabling
5480          * CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS the value of
5481          * NET_IP_ALIGN is universally set to '2'.  And on platforms
5482          * that do set CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS, we get
5483          * to this code only in strict mode where we want to emulate
5484          * the NET_IP_ALIGN==2 checking.  Therefore use an
5485          * unconditional IP align value of '2'.
5486          */
5487         ip_align = 2;
5488
5489         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(ip_align + reg->off + off));
5490         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
5491                 char tn_buf[48];
5492
5493                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5494                 verbose(env,
5495                         "misaligned packet access off %d+%s+%d+%d size %d\n",
5496                         ip_align, tn_buf, reg->off, off, size);
5497                 return -EACCES;
5498         }
5499
5500         return 0;
5501 }
5502
5503 static int check_generic_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5504                                        const struct bpf_reg_state *reg,
5505                                        const char *pointer_desc,
5506                                        int off, int size, bool strict)
5507 {
5508         struct tnum reg_off;
5509
5510         /* Byte size accesses are always allowed. */
5511         if (!strict || size == 1)
5512                 return 0;
5513
5514         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(reg->off + off));
5515         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
5516                 char tn_buf[48];
5517
5518                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5519                 verbose(env, "misaligned %saccess off %s+%d+%d size %d\n",
5520                         pointer_desc, tn_buf, reg->off, off, size);
5521                 return -EACCES;
5522         }
5523
5524         return 0;
5525 }
5526
5527 static int check_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5528                                const struct bpf_reg_state *reg, int off,
5529                                int size, bool strict_alignment_once)
5530 {
5531         bool strict = env->strict_alignment || strict_alignment_once;
5532         const char *pointer_desc = "";
5533
5534         switch (reg->type) {
5535         case PTR_TO_PACKET:
5536         case PTR_TO_PACKET_META:
5537                 /* Special case, because of NET_IP_ALIGN. Given metadata sits
5538                  * right in front, treat it the very same way.
5539                  */
5540                 return check_pkt_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict);
5541         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
5542                 pointer_desc = "flow keys ";
5543                 break;
5544         case PTR_TO_MAP_KEY:
5545                 pointer_desc = "key ";
5546                 break;
5547         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5548                 pointer_desc = "value ";
5549                 break;
5550         case PTR_TO_CTX:
5551                 pointer_desc = "context ";
5552                 break;
5553         case PTR_TO_STACK:
5554                 pointer_desc = "stack ";
5555                 /* The stack spill tracking logic in check_stack_write_fixed_off()
5556                  * and check_stack_read_fixed_off() relies on stack accesses being
5557                  * aligned.
5558                  */
5559                 strict = true;
5560                 break;
5561         case PTR_TO_SOCKET:
5562                 pointer_desc = "sock ";
5563                 break;
5564         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
5565                 pointer_desc = "sock_common ";
5566                 break;
5567         case PTR_TO_TCP_SOCK:
5568                 pointer_desc = "tcp_sock ";
5569                 break;
5570         case PTR_TO_XDP_SOCK:
5571                 pointer_desc = "xdp_sock ";
5572                 break;
5573         default:
5574                 break;
5575         }
5576         return check_generic_ptr_alignment(env, reg, pointer_desc, off, size,
5577                                            strict);
5578 }
5579
5580 static int update_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
5581                               const struct bpf_func_state *func,
5582                               int off)
5583 {
5584         u16 stack = env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth;
5585
5586         if (stack >= -off)
5587                 return 0;
5588
5589         /* update known max for given subprogram */
5590         env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth = -off;
5591         return 0;
5592 }
5593
5594 /* starting from main bpf function walk all instructions of the function
5595  * and recursively walk all callees that given function can call.
5596  * Ignore jump and exit insns.
5597  * Since recursion is prevented by check_cfg() this algorithm
5598  * only needs a local stack of MAX_CALL_FRAMES to remember callsites
5599  */
5600 static int check_max_stack_depth_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
5601 {
5602         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
5603         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
5604         int depth = 0, frame = 0, i, subprog_end;
5605         bool tail_call_reachable = false;
5606         int ret_insn[MAX_CALL_FRAMES];
5607         int ret_prog[MAX_CALL_FRAMES];
5608         int j;
5609
5610         i = subprog[idx].start;
5611 process_func:
5612         /* protect against potential stack overflow that might happen when
5613          * bpf2bpf calls get combined with tailcalls. Limit the caller's stack
5614          * depth for such case down to 256 so that the worst case scenario
5615          * would result in 8k stack size (32 which is tailcall limit * 256 =
5616          * 8k).
5617          *
5618          * To get the idea what might happen, see an example:
5619          * func1 -> sub rsp, 128
5620          *  subfunc1 -> sub rsp, 256
5621          *  tailcall1 -> add rsp, 256
5622          *   func2 -> sub rsp, 192 (total stack size = 128 + 192 = 320)
5623          *   subfunc2 -> sub rsp, 64
5624          *   subfunc22 -> sub rsp, 128
5625          *   tailcall2 -> add rsp, 128
5626          *    func3 -> sub rsp, 32 (total stack size 128 + 192 + 64 + 32 = 416)
5627          *
5628          * tailcall will unwind the current stack frame but it will not get rid
5629          * of caller's stack as shown on the example above.
5630          */
5631         if (idx && subprog[idx].has_tail_call && depth >= 256) {
5632                 verbose(env,
5633                         "tail_calls are not allowed when call stack of previous frames is %d bytes. Too large\n",
5634                         depth);
5635                 return -EACCES;
5636         }
5637         /* round up to 32-bytes, since this is granularity
5638          * of interpreter stack size
5639          */
5640         depth += round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
5641         if (depth > MAX_BPF_STACK) {
5642                 verbose(env, "combined stack size of %d calls is %d. Too large\n",
5643                         frame + 1, depth);
5644                 return -EACCES;
5645         }
5646 continue_func:
5647         subprog_end = subprog[idx + 1].start;
5648         for (; i < subprog_end; i++) {
5649                 int next_insn, sidx;
5650
5651                 if (!bpf_pseudo_call(insn + i) && !bpf_pseudo_func(insn + i))
5652                         continue;
5653                 /* remember insn and function to return to */
5654                 ret_insn[frame] = i + 1;
5655                 ret_prog[frame] = idx;
5656
5657                 /* find the callee */
5658                 next_insn = i + insn[i].imm + 1;
5659                 sidx = find_subprog(env, next_insn);
5660                 if (sidx < 0) {
5661                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
5662                                   next_insn);
5663                         return -EFAULT;
5664                 }
5665                 if (subprog[sidx].is_async_cb) {
5666                         if (subprog[sidx].has_tail_call) {
5667                                 verbose(env, "verifier bug. subprog has tail_call and async cb\n");
5668                                 return -EFAULT;
5669                         }
5670                         /* async callbacks don't increase bpf prog stack size unless called directly */
5671                         if (!bpf_pseudo_call(insn + i))
5672                                 continue;
5673                 }
5674                 i = next_insn;
5675                 idx = sidx;
5676
5677                 if (subprog[idx].has_tail_call)
5678                         tail_call_reachable = true;
5679
5680                 frame++;
5681                 if (frame >= MAX_CALL_FRAMES) {
5682                         verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep !\n",
5683                                 frame);
5684                         return -E2BIG;
5685                 }
5686                 goto process_func;
5687         }
5688         /* if tail call got detected across bpf2bpf calls then mark each of the
5689          * currently present subprog frames as tail call reachable subprogs;
5690          * this info will be utilized by JIT so that we will be preserving the
5691          * tail call counter throughout bpf2bpf calls combined with tailcalls
5692          */
5693         if (tail_call_reachable)
5694                 for (j = 0; j < frame; j++)
5695                         subprog[ret_prog[j]].tail_call_reachable = true;
5696         if (subprog[0].tail_call_reachable)
5697                 env->prog->aux->tail_call_reachable = true;
5698
5699         /* end of for() loop means the last insn of the 'subprog'
5700          * was reached. Doesn't matter whether it was JA or EXIT
5701          */
5702         if (frame == 0)
5703                 return 0;
5704         depth -= round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
5705         frame--;
5706         i = ret_insn[frame];
5707         idx = ret_prog[frame];
5708         goto continue_func;
5709 }
5710
5711 static int check_max_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env)
5712 {
5713         struct bpf_subprog_info *si = env->subprog_info;
5714         int ret;
5715
5716         for (int i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
5717                 if (!i || si[i].is_async_cb) {
5718                         ret = check_max_stack_depth_subprog(env, i);
5719                         if (ret < 0)
5720                                 return ret;
5721                 }
5722                 continue;
5723         }
5724         return 0;
5725 }
5726
5727 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
5728 static int get_callee_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
5729                                   const struct bpf_insn *insn, int idx)
5730 {
5731         int start = idx + insn->imm + 1, subprog;
5732
5733         subprog = find_subprog(env, start);
5734         if (subprog < 0) {
5735                 WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
5736                           start);
5737                 return -EFAULT;
5738         }
5739         return env->subprog_info[subprog].stack_depth;
5740 }
5741 #endif
5742
5743 static int __check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
5744                                  const char *buf_info,
5745                                  const struct bpf_reg_state *reg,
5746                                  int regno, int off, int size)
5747 {
5748         if (off < 0) {
5749                 verbose(env,
5750                         "R%d invalid %s buffer access: off=%d, size=%d\n",
5751                         regno, buf_info, off, size);
5752                 return -EACCES;
5753         }
5754         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
5755                 char tn_buf[48];
5756
5757                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5758                 verbose(env,
5759                         "R%d invalid variable buffer offset: off=%d, var_off=%s\n",
5760                         regno, off, tn_buf);
5761                 return -EACCES;
5762         }
5763
5764         return 0;
5765 }
5766
5767 static int check_tp_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
5768                                   const struct bpf_reg_state *reg,
5769                                   int regno, int off, int size)
5770 {
5771         int err;
5772
5773         err = __check_buffer_access(env, "tracepoint", reg, regno, off, size);
5774         if (err)
5775                 return err;
5776
5777         if (off + size > env->prog->aux->max_tp_access)
5778                 env->prog->aux->max_tp_access = off + size;
5779
5780         return 0;
5781 }
5782
5783 static int check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
5784                                const struct bpf_reg_state *reg,
5785                                int regno, int off, int size,
5786                                bool zero_size_allowed,
5787                                u32 *max_access)
5788 {
5789         const char *buf_info = type_is_rdonly_mem(reg->type) ? "rdonly" : "rdwr";
5790         int err;
5791
5792         err = __check_buffer_access(env, buf_info, reg, regno, off, size);
5793         if (err)
5794                 return err;
5795
5796         if (off + size > *max_access)
5797                 *max_access = off + size;
5798
5799         return 0;
5800 }
5801
5802 /* BPF architecture zero extends alu32 ops into 64-bit registesr */
5803 static void zext_32_to_64(struct bpf_reg_state *reg)
5804 {
5805         reg->var_off = tnum_subreg(reg->var_off);
5806         __reg_assign_32_into_64(reg);
5807 }
5808
5809 /* truncate register to smaller size (in bytes)
5810  * must be called with size < BPF_REG_SIZE
5811  */
5812 static void coerce_reg_to_size(struct bpf_reg_state *reg, int size)
5813 {
5814         u64 mask;
5815
5816         /* clear high bits in bit representation */
5817         reg->var_off = tnum_cast(reg->var_off, size);
5818
5819         /* fix arithmetic bounds */
5820         mask = ((u64)1 << (size * 8)) - 1;
5821         if ((reg->umin_value & ~mask) == (reg->umax_value & ~mask)) {
5822                 reg->umin_value &= mask;
5823                 reg->umax_value &= mask;
5824         } else {
5825                 reg->umin_value = 0;
5826                 reg->umax_value = mask;
5827         }
5828         reg->smin_value = reg->umin_value;
5829         reg->smax_value = reg->umax_value;
5830
5831         /* If size is smaller than 32bit register the 32bit register
5832          * values are also truncated so we push 64-bit bounds into
5833          * 32-bit bounds. Above were truncated < 32-bits already.
5834          */
5835         if (size >= 4)
5836                 return;
5837         __reg_combine_64_into_32(reg);
5838 }
5839
5840 static void set_sext64_default_val(struct bpf_reg_state *reg, int size)
5841 {
5842         if (size == 1) {
5843                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = S8_MIN;
5844                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = S8_MAX;
5845         } else if (size == 2) {
5846                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = S16_MIN;
5847                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = S16_MAX;
5848         } else {
5849                 /* size == 4 */
5850                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = S32_MIN;
5851                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = S32_MAX;
5852         }
5853         reg->umin_value = reg->u32_min_value = 0;
5854         reg->umax_value = U64_MAX;
5855         reg->u32_max_value = U32_MAX;
5856         reg->var_off = tnum_unknown;
5857 }
5858
5859 static void coerce_reg_to_size_sx(struct bpf_reg_state *reg, int size)
5860 {
5861         s64 init_s64_max, init_s64_min, s64_max, s64_min, u64_cval;
5862         u64 top_smax_value, top_smin_value;
5863         u64 num_bits = size * 8;
5864
5865         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
5866                 u64_cval = reg->var_off.value;
5867                 if (size == 1)
5868                         reg->var_off = tnum_const((s8)u64_cval);
5869                 else if (size == 2)
5870                         reg->var_off = tnum_const((s16)u64_cval);
5871                 else
5872                         /* size == 4 */
5873                         reg->var_off = tnum_const((s32)u64_cval);
5874
5875                 u64_cval = reg->var_off.value;
5876                 reg->smax_value = reg->smin_value = u64_cval;
5877                 reg->umax_value = reg->umin_value = u64_cval;
5878                 reg->s32_max_value = reg->s32_min_value = u64_cval;
5879                 reg->u32_max_value = reg->u32_min_value = u64_cval;
5880                 return;
5881         }
5882
5883         top_smax_value = ((u64)reg->smax_value >> num_bits) << num_bits;
5884         top_smin_value = ((u64)reg->smin_value >> num_bits) << num_bits;
5885
5886         if (top_smax_value != top_smin_value)
5887                 goto out;
5888
5889         /* find the s64_min and s64_min after sign extension */
5890         if (size == 1) {
5891                 init_s64_max = (s8)reg->smax_value;
5892                 init_s64_min = (s8)reg->smin_value;
5893         } else if (size == 2) {
5894                 init_s64_max = (s16)reg->smax_value;
5895                 init_s64_min = (s16)reg->smin_value;
5896         } else {
5897                 init_s64_max = (s32)reg->smax_value;
5898                 init_s64_min = (s32)reg->smin_value;
5899         }
5900
5901         s64_max = max(init_s64_max, init_s64_min);
5902         s64_min = min(init_s64_max, init_s64_min);
5903
5904         /* both of s64_max/s64_min positive or negative */
5905         if ((s64_max >= 0) == (s64_min >= 0)) {
5906                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = s64_min;
5907                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = s64_max;
5908                 reg->umin_value = reg->u32_min_value = s64_min;
5909                 reg->umax_value = reg->u32_max_value = s64_max;
5910                 reg->var_off = tnum_range(s64_min, s64_max);
5911                 return;
5912         }
5913
5914 out:
5915         set_sext64_default_val(reg, size);
5916 }
5917
5918 static void set_sext32_default_val(struct bpf_reg_state *reg, int size)
5919 {
5920         if (size == 1) {
5921                 reg->s32_min_value = S8_MIN;
5922                 reg->s32_max_value = S8_MAX;
5923         } else {
5924                 /* size == 2 */
5925                 reg->s32_min_value = S16_MIN;
5926                 reg->s32_max_value = S16_MAX;
5927         }
5928         reg->u32_min_value = 0;
5929         reg->u32_max_value = U32_MAX;
5930 }
5931
5932 static void coerce_subreg_to_size_sx(struct bpf_reg_state *reg, int size)
5933 {
5934         s32 init_s32_max, init_s32_min, s32_max, s32_min, u32_val;
5935         u32 top_smax_value, top_smin_value;
5936         u32 num_bits = size * 8;
5937
5938         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
5939                 u32_val = reg->var_off.value;
5940                 if (size == 1)
5941                         reg->var_off = tnum_const((s8)u32_val);
5942                 else
5943                         reg->var_off = tnum_const((s16)u32_val);
5944
5945                 u32_val = reg->var_off.value;
5946                 reg->s32_min_value = reg->s32_max_value = u32_val;
5947                 reg->u32_min_value = reg->u32_max_value = u32_val;
5948                 return;
5949         }
5950
5951         top_smax_value = ((u32)reg->s32_max_value >> num_bits) << num_bits;
5952         top_smin_value = ((u32)reg->s32_min_value >> num_bits) << num_bits;
5953
5954         if (top_smax_value != top_smin_value)
5955                 goto out;
5956
5957         /* find the s32_min and s32_min after sign extension */
5958         if (size == 1) {
5959                 init_s32_max = (s8)reg->s32_max_value;
5960                 init_s32_min = (s8)reg->s32_min_value;
5961         } else {
5962                 /* size == 2 */
5963                 init_s32_max = (s16)reg->s32_max_value;
5964                 init_s32_min = (s16)reg->s32_min_value;
5965         }
5966         s32_max = max(init_s32_max, init_s32_min);
5967         s32_min = min(init_s32_max, init_s32_min);
5968
5969         if ((s32_min >= 0) == (s32_max >= 0)) {
5970                 reg->s32_min_value = s32_min;
5971                 reg->s32_max_value = s32_max;
5972                 reg->u32_min_value = (u32)s32_min;
5973                 reg->u32_max_value = (u32)s32_max;
5974                 return;
5975         }
5976
5977 out:
5978         set_sext32_default_val(reg, size);
5979 }
5980
5981 static bool bpf_map_is_rdonly(const struct bpf_map *map)
5982 {
5983         /* A map is considered read-only if the following condition are true:
5984          *
5985          * 1) BPF program side cannot change any of the map content. The
5986          *    BPF_F_RDONLY_PROG flag is throughout the lifetime of a map
5987          *    and was set at map creation time.
5988          * 2) The map value(s) have been initialized from user space by a
5989          *    loader and then "frozen", such that no new map update/delete
5990          *    operations from syscall side are possible for the rest of
5991          *    the map's lifetime from that point onwards.
5992          * 3) Any parallel/pending map update/delete operations from syscall
5993          *    side have been completed. Only after that point, it's safe to
5994          *    assume that map value(s) are immutable.
5995          */
5996         return (map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
5997                READ_ONCE(map->frozen) &&
5998                !bpf_map_write_active(map);
5999 }
6000
6001 static int bpf_map_direct_read(struct bpf_map *map, int off, int size, u64 *val,
6002                                bool is_ldsx)
6003 {
6004         void *ptr;
6005         u64 addr;
6006         int err;
6007
6008         err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
6009         if (err)
6010                 return err;
6011         ptr = (void *)(long)addr + off;
6012
6013         switch (size) {
6014         case sizeof(u8):
6015                 *val = is_ldsx ? (s64)*(s8 *)ptr : (u64)*(u8 *)ptr;
6016                 break;
6017         case sizeof(u16):
6018                 *val = is_ldsx ? (s64)*(s16 *)ptr : (u64)*(u16 *)ptr;
6019                 break;
6020         case sizeof(u32):
6021                 *val = is_ldsx ? (s64)*(s32 *)ptr : (u64)*(u32 *)ptr;
6022                 break;
6023         case sizeof(u64):
6024                 *val = *(u64 *)ptr;
6025                 break;
6026         default:
6027                 return -EINVAL;
6028         }
6029         return 0;
6030 }
6031
6032 #define BTF_TYPE_SAFE_RCU(__type)  __PASTE(__type, __safe_rcu)
6033 #define BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(__type)  __PASTE(__type, __safe_rcu_or_null)
6034 #define BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(__type)  __PASTE(__type, __safe_trusted)
6035
6036 /*
6037  * Allow list few fields as RCU trusted or full trusted.
6038  * This logic doesn't allow mix tagging and will be removed once GCC supports
6039  * btf_type_tag.
6040  */
6041
6042 /* RCU trusted: these fields are trusted in RCU CS and never NULL */
6043 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct task_struct) {
6044         const cpumask_t *cpus_ptr;
6045         struct css_set __rcu *cgroups;
6046         struct task_struct __rcu *real_parent;
6047         struct task_struct *group_leader;
6048 };
6049
6050 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct cgroup) {
6051         /* cgrp->kn is always accessible as documented in kernel/cgroup/cgroup.c */
6052         struct kernfs_node *kn;
6053 };
6054
6055 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct css_set) {
6056         struct cgroup *dfl_cgrp;
6057 };
6058
6059 /* RCU trusted: these fields are trusted in RCU CS and can be NULL */
6060 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct mm_struct) {
6061         struct file __rcu *exe_file;
6062 };
6063
6064 /* skb->sk, req->sk are not RCU protected, but we mark them as such
6065  * because bpf prog accessible sockets are SOCK_RCU_FREE.
6066  */
6067 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct sk_buff) {
6068         struct sock *sk;
6069 };
6070
6071 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct request_sock) {
6072         struct sock *sk;
6073 };
6074
6075 /* full trusted: these fields are trusted even outside of RCU CS and never NULL */
6076 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter_meta) {
6077         struct seq_file *seq;
6078 };
6079
6080 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter__task) {
6081         struct bpf_iter_meta *meta;
6082         struct task_struct *task;
6083 };
6084
6085 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct linux_binprm) {
6086         struct file *file;
6087 };
6088
6089 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct file) {
6090         struct inode *f_inode;
6091 };
6092
6093 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct dentry) {
6094         /* no negative dentry-s in places where bpf can see it */
6095         struct inode *d_inode;
6096 };
6097
6098 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct socket) {
6099         struct sock *sk;
6100 };
6101
6102 static bool type_is_rcu(struct bpf_verifier_env *env,
6103                         struct bpf_reg_state *reg,
6104                         const char *field_name, u32 btf_id)
6105 {
6106         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct task_struct));
6107         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct cgroup));
6108         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct css_set));
6109
6110         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_rcu");
6111 }
6112
6113 static bool type_is_rcu_or_null(struct bpf_verifier_env *env,
6114                                 struct bpf_reg_state *reg,
6115                                 const char *field_name, u32 btf_id)
6116 {
6117         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct mm_struct));
6118         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct sk_buff));
6119         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct request_sock));
6120
6121         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_rcu_or_null");
6122 }
6123
6124 static bool type_is_trusted(struct bpf_verifier_env *env,
6125                             struct bpf_reg_state *reg,
6126                             const char *field_name, u32 btf_id)
6127 {
6128         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter_meta));
6129         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter__task));
6130         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct linux_binprm));
6131         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct file));
6132         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct dentry));
6133         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct socket));
6134
6135         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_trusted");
6136 }
6137
6138 static int check_ptr_to_btf_access(struct bpf_verifier_env *env,
6139                                    struct bpf_reg_state *regs,
6140                                    int regno, int off, int size,
6141                                    enum bpf_access_type atype,
6142                                    int value_regno)
6143 {
6144         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6145         const struct btf_type *t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
6146         const char *tname = btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off);
6147         const char *field_name = NULL;
6148         enum bpf_type_flag flag = 0;
6149         u32 btf_id = 0;
6150         int ret;
6151
6152         if (!env->allow_ptr_leaks) {
6153                 verbose(env,
6154                         "'struct %s' access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
6155                         tname);
6156                 return -EPERM;
6157         }
6158         if (!env->prog->gpl_compatible && btf_is_kernel(reg->btf)) {
6159                 verbose(env,
6160                         "Cannot access kernel 'struct %s' from non-GPL compatible program\n",
6161                         tname);
6162                 return -EINVAL;
6163         }
6164         if (off < 0) {
6165                 verbose(env,
6166                         "R%d is ptr_%s invalid negative access: off=%d\n",
6167                         regno, tname, off);
6168                 return -EACCES;
6169         }
6170         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
6171                 char tn_buf[48];
6172
6173                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6174                 verbose(env,
6175                         "R%d is ptr_%s invalid variable offset: off=%d, var_off=%s\n",
6176                         regno, tname, off, tn_buf);
6177                 return -EACCES;
6178         }
6179
6180         if (reg->type & MEM_USER) {
6181                 verbose(env,
6182                         "R%d is ptr_%s access user memory: off=%d\n",
6183                         regno, tname, off);
6184                 return -EACCES;
6185         }
6186
6187         if (reg->type & MEM_PERCPU) {
6188                 verbose(env,
6189                         "R%d is ptr_%s access percpu memory: off=%d\n",
6190                         regno, tname, off);
6191                 return -EACCES;
6192         }
6193
6194         if (env->ops->btf_struct_access && !type_is_alloc(reg->type) && atype == BPF_WRITE) {
6195                 if (!btf_is_kernel(reg->btf)) {
6196                         verbose(env, "verifier internal error: reg->btf must be kernel btf\n");
6197                         return -EFAULT;
6198                 }
6199                 ret = env->ops->btf_struct_access(&env->log, reg, off, size);
6200         } else {
6201                 /* Writes are permitted with default btf_struct_access for
6202                  * program allocated objects (which always have ref_obj_id > 0),
6203                  * but not for untrusted PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC.
6204                  */
6205                 if (atype != BPF_READ && !type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
6206                         verbose(env, "only read is supported\n");
6207                         return -EACCES;
6208                 }
6209
6210                 if (type_is_alloc(reg->type) && !type_is_non_owning_ref(reg->type) &&
6211                     !reg->ref_obj_id) {
6212                         verbose(env, "verifier internal error: ref_obj_id for allocated object must be non-zero\n");
6213                         return -EFAULT;
6214                 }
6215
6216                 ret = btf_struct_access(&env->log, reg, off, size, atype, &btf_id, &flag, &field_name);
6217         }
6218
6219         if (ret < 0)
6220                 return ret;
6221
6222         if (ret != PTR_TO_BTF_ID) {
6223                 /* just mark; */
6224
6225         } else if (type_flag(reg->type) & PTR_UNTRUSTED) {
6226                 /* If this is an untrusted pointer, all pointers formed by walking it
6227                  * also inherit the untrusted flag.
6228                  */
6229                 flag = PTR_UNTRUSTED;
6230
6231         } else if (is_trusted_reg(reg) || is_rcu_reg(reg)) {
6232                 /* By default any pointer obtained from walking a trusted pointer is no
6233                  * longer trusted, unless the field being accessed has explicitly been
6234                  * marked as inheriting its parent's state of trust (either full or RCU).
6235                  * For example:
6236                  * 'cgroups' pointer is untrusted if task->cgroups dereference
6237                  * happened in a sleepable program outside of bpf_rcu_read_lock()
6238                  * section. In a non-sleepable program it's trusted while in RCU CS (aka MEM_RCU).
6239                  * Note bpf_rcu_read_unlock() converts MEM_RCU pointers to PTR_UNTRUSTED.
6240                  *
6241                  * A regular RCU-protected pointer with __rcu tag can also be deemed
6242                  * trusted if we are in an RCU CS. Such pointer can be NULL.
6243                  */
6244                 if (type_is_trusted(env, reg, field_name, btf_id)) {
6245                         flag |= PTR_TRUSTED;
6246                 } else if (in_rcu_cs(env) && !type_may_be_null(reg->type)) {
6247                         if (type_is_rcu(env, reg, field_name, btf_id)) {
6248                                 /* ignore __rcu tag and mark it MEM_RCU */
6249                                 flag |= MEM_RCU;
6250                         } else if (flag & MEM_RCU ||
6251                                    type_is_rcu_or_null(env, reg, field_name, btf_id)) {
6252                                 /* __rcu tagged pointers can be NULL */
6253                                 flag |= MEM_RCU | PTR_MAYBE_NULL;
6254
6255                                 /* We always trust them */
6256                                 if (type_is_rcu_or_null(env, reg, field_name, btf_id) &&
6257                                     flag & PTR_UNTRUSTED)
6258                                         flag &= ~PTR_UNTRUSTED;
6259                         } else if (flag & (MEM_PERCPU | MEM_USER)) {
6260                                 /* keep as-is */
6261                         } else {
6262                                 /* walking unknown pointers yields old deprecated PTR_TO_BTF_ID */
6263                                 clear_trusted_flags(&flag);
6264                         }
6265                 } else {
6266                         /*
6267                          * If not in RCU CS or MEM_RCU pointer can be NULL then
6268                          * aggressively mark as untrusted otherwise such
6269                          * pointers will be plain PTR_TO_BTF_ID without flags
6270                          * and will be allowed to be passed into helpers for
6271                          * compat reasons.
6272                          */
6273                         flag = PTR_UNTRUSTED;
6274                 }
6275         } else {
6276                 /* Old compat. Deprecated */
6277                 clear_trusted_flags(&flag);
6278         }
6279
6280         if (atype == BPF_READ && value_regno >= 0)
6281                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, reg->btf, btf_id, flag);
6282
6283         return 0;
6284 }
6285
6286 static int check_ptr_to_map_access(struct bpf_verifier_env *env,
6287                                    struct bpf_reg_state *regs,
6288                                    int regno, int off, int size,
6289                                    enum bpf_access_type atype,
6290                                    int value_regno)
6291 {
6292         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6293         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6294         struct bpf_reg_state map_reg;
6295         enum bpf_type_flag flag = 0;
6296         const struct btf_type *t;
6297         const char *tname;
6298         u32 btf_id;
6299         int ret;
6300
6301         if (!btf_vmlinux) {
6302                 verbose(env, "map_ptr access not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
6303                 return -ENOTSUPP;
6304         }
6305
6306         if (!map->ops->map_btf_id || !*map->ops->map_btf_id) {
6307                 verbose(env, "map_ptr access not supported for map type %d\n",
6308                         map->map_type);
6309                 return -ENOTSUPP;
6310         }
6311
6312         t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id);
6313         tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
6314
6315         if (!env->allow_ptr_leaks) {
6316                 verbose(env,
6317                         "'struct %s' access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
6318                         tname);
6319                 return -EPERM;
6320         }
6321
6322         if (off < 0) {
6323                 verbose(env, "R%d is %s invalid negative access: off=%d\n",
6324                         regno, tname, off);
6325                 return -EACCES;
6326         }
6327
6328         if (atype != BPF_READ) {
6329                 verbose(env, "only read from %s is supported\n", tname);
6330                 return -EACCES;
6331         }
6332
6333         /* Simulate access to a PTR_TO_BTF_ID */
6334         memset(&map_reg, 0, sizeof(map_reg));
6335         mark_btf_ld_reg(env, &map_reg, 0, PTR_TO_BTF_ID, btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id, 0);
6336         ret = btf_struct_access(&env->log, &map_reg, off, size, atype, &btf_id, &flag, NULL);
6337         if (ret < 0)
6338                 return ret;
6339
6340         if (value_regno >= 0)
6341                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, btf_vmlinux, btf_id, flag);
6342
6343         return 0;
6344 }
6345
6346 /* Check that the stack access at the given offset is within bounds. The
6347  * maximum valid offset is -1.
6348  *
6349  * The minimum valid offset is -MAX_BPF_STACK for writes, and
6350  * -state->allocated_stack for reads.
6351  */
6352 static int check_stack_slot_within_bounds(int off,
6353                                           struct bpf_func_state *state,
6354                                           enum bpf_access_type t)
6355 {
6356         int min_valid_off;
6357
6358         if (t == BPF_WRITE)
6359                 min_valid_off = -MAX_BPF_STACK;
6360         else
6361                 min_valid_off = -state->allocated_stack;
6362
6363         if (off < min_valid_off || off > -1)
6364                 return -EACCES;
6365         return 0;
6366 }
6367
6368 /* Check that the stack access at 'regno + off' falls within the maximum stack
6369  * bounds.
6370  *
6371  * 'off' includes `regno->offset`, but not its dynamic part (if any).
6372  */
6373 static int check_stack_access_within_bounds(
6374                 struct bpf_verifier_env *env,
6375                 int regno, int off, int access_size,
6376                 enum bpf_access_src src, enum bpf_access_type type)
6377 {
6378         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6379         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6380         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
6381         int min_off, max_off;
6382         int err;
6383         char *err_extra;
6384
6385         if (src == ACCESS_HELPER)
6386                 /* We don't know if helpers are reading or writing (or both). */
6387                 err_extra = " indirect access to";
6388         else if (type == BPF_READ)
6389                 err_extra = " read from";
6390         else
6391                 err_extra = " write to";
6392
6393         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6394                 min_off = reg->var_off.value + off;
6395                 if (access_size > 0)
6396                         max_off = min_off + access_size - 1;
6397                 else
6398                         max_off = min_off;
6399         } else {
6400                 if (reg->smax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF ||
6401                     reg->smin_value <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
6402                         verbose(env, "invalid unbounded variable-offset%s stack R%d\n",
6403                                 err_extra, regno);
6404                         return -EACCES;
6405                 }
6406                 min_off = reg->smin_value + off;
6407                 if (access_size > 0)
6408                         max_off = reg->smax_value + off + access_size - 1;
6409                 else
6410                         max_off = min_off;
6411         }
6412
6413         err = check_stack_slot_within_bounds(min_off, state, type);
6414         if (!err)
6415                 err = check_stack_slot_within_bounds(max_off, state, type);
6416
6417         if (err) {
6418                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6419                         verbose(env, "invalid%s stack R%d off=%d size=%d\n",
6420                                 err_extra, regno, off, access_size);
6421                 } else {
6422                         char tn_buf[48];
6423
6424                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6425                         verbose(env, "invalid variable-offset%s stack R%d var_off=%s size=%d\n",
6426                                 err_extra, regno, tn_buf, access_size);
6427                 }
6428         }
6429         return err;
6430 }
6431
6432 /* check whether memory at (regno + off) is accessible for t = (read | write)
6433  * if t==write, value_regno is a register which value is stored into memory
6434  * if t==read, value_regno is a register which will receive the value from memory
6435  * if t==write && value_regno==-1, some unknown value is stored into memory
6436  * if t==read && value_regno==-1, don't care what we read from memory
6437  */
6438 static int check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, u32 regno,
6439                             int off, int bpf_size, enum bpf_access_type t,
6440                             int value_regno, bool strict_alignment_once, bool is_ldsx)
6441 {
6442         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6443         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6444         struct bpf_func_state *state;
6445         int size, err = 0;
6446
6447         size = bpf_size_to_bytes(bpf_size);
6448         if (size < 0)
6449                 return size;
6450
6451         /* alignment checks will add in reg->off themselves */
6452         err = check_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict_alignment_once);
6453         if (err)
6454                 return err;
6455
6456         /* for access checks, reg->off is just part of off */
6457         off += reg->off;
6458
6459         if (reg->type == PTR_TO_MAP_KEY) {
6460                 if (t == BPF_WRITE) {
6461                         verbose(env, "write to change key R%d not allowed\n", regno);
6462                         return -EACCES;
6463                 }
6464
6465                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
6466                                               reg->map_ptr->key_size, false);
6467                 if (err)
6468                         return err;
6469                 if (value_regno >= 0)
6470                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6471         } else if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
6472                 struct btf_field *kptr_field = NULL;
6473
6474                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6475                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6476                         verbose(env, "R%d leaks addr into map\n", value_regno);
6477                         return -EACCES;
6478                 }
6479                 err = check_map_access_type(env, regno, off, size, t);
6480                 if (err)
6481                         return err;
6482                 err = check_map_access(env, regno, off, size, false, ACCESS_DIRECT);
6483                 if (err)
6484                         return err;
6485                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
6486                         kptr_field = btf_record_find(reg->map_ptr->record,
6487                                                      off + reg->var_off.value, BPF_KPTR);
6488                 if (kptr_field) {
6489                         err = check_map_kptr_access(env, regno, value_regno, insn_idx, kptr_field);
6490                 } else if (t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
6491                         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6492
6493                         /* if map is read-only, track its contents as scalars */
6494                         if (tnum_is_const(reg->var_off) &&
6495                             bpf_map_is_rdonly(map) &&
6496                             map->ops->map_direct_value_addr) {
6497                                 int map_off = off + reg->var_off.value;
6498                                 u64 val = 0;
6499
6500                                 err = bpf_map_direct_read(map, map_off, size,
6501                                                           &val, is_ldsx);
6502                                 if (err)
6503                                         return err;
6504
6505                                 regs[value_regno].type = SCALAR_VALUE;
6506                                 __mark_reg_known(&regs[value_regno], val);
6507                         } else {
6508                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6509                         }
6510                 }
6511         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM) {
6512                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
6513
6514                 if (type_may_be_null(reg->type)) {
6515                         verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
6516                                 reg_type_str(env, reg->type));
6517                         return -EACCES;
6518                 }
6519
6520                 if (t == BPF_WRITE && rdonly_mem) {
6521                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6522                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
6523                         return -EACCES;
6524                 }
6525
6526                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6527                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6528                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", value_regno);
6529                         return -EACCES;
6530                 }
6531
6532                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
6533                                               reg->mem_size, false);
6534                 if (!err && value_regno >= 0 && (t == BPF_READ || rdonly_mem))
6535                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6536         } else if (reg->type == PTR_TO_CTX) {
6537                 enum bpf_reg_type reg_type = SCALAR_VALUE;
6538                 struct btf *btf = NULL;
6539                 u32 btf_id = 0;
6540
6541                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6542                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6543                         verbose(env, "R%d leaks addr into ctx\n", value_regno);
6544                         return -EACCES;
6545                 }
6546
6547                 err = check_ptr_off_reg(env, reg, regno);
6548                 if (err < 0)
6549                         return err;
6550
6551                 err = check_ctx_access(env, insn_idx, off, size, t, &reg_type, &btf,
6552                                        &btf_id);
6553                 if (err)
6554                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
6555                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
6556                         /* ctx access returns either a scalar, or a
6557                          * PTR_TO_PACKET[_META,_END]. In the latter
6558                          * case, we know the offset is zero.
6559                          */
6560                         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
6561                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6562                         } else {
6563                                 mark_reg_known_zero(env, regs,
6564                                                     value_regno);
6565                                 if (type_may_be_null(reg_type))
6566                                         regs[value_regno].id = ++env->id_gen;
6567                                 /* A load of ctx field could have different
6568                                  * actual load size with the one encoded in the
6569                                  * insn. When the dst is PTR, it is for sure not
6570                                  * a sub-register.
6571                                  */
6572                                 regs[value_regno].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
6573                                 if (base_type(reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
6574                                         regs[value_regno].btf = btf;
6575                                         regs[value_regno].btf_id = btf_id;
6576                                 }
6577                         }
6578                         regs[value_regno].type = reg_type;
6579                 }
6580
6581         } else if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
6582                 /* Basic bounds checks. */
6583                 err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, size, ACCESS_DIRECT, t);
6584                 if (err)
6585                         return err;
6586
6587                 state = func(env, reg);
6588                 err = update_stack_depth(env, state, off);
6589                 if (err)
6590                         return err;
6591
6592                 if (t == BPF_READ)
6593                         err = check_stack_read(env, regno, off, size,
6594                                                value_regno);
6595                 else
6596                         err = check_stack_write(env, regno, off, size,
6597                                                 value_regno, insn_idx);
6598         } else if (reg_is_pkt_pointer(reg)) {
6599                 if (t == BPF_WRITE && !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, t)) {
6600                         verbose(env, "cannot write into packet\n");
6601                         return -EACCES;
6602                 }
6603                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6604                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6605                         verbose(env, "R%d leaks addr into packet\n",
6606                                 value_regno);
6607                         return -EACCES;
6608                 }
6609                 err = check_packet_access(env, regno, off, size, false);
6610                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6611                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6612         } else if (reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS) {
6613                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6614                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6615                         verbose(env, "R%d leaks addr into flow keys\n",
6616                                 value_regno);
6617                         return -EACCES;
6618                 }
6619
6620                 err = check_flow_keys_access(env, off, size);
6621                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6622                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6623         } else if (type_is_sk_pointer(reg->type)) {
6624                 if (t == BPF_WRITE) {
6625                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6626                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
6627                         return -EACCES;
6628                 }
6629                 err = check_sock_access(env, insn_idx, regno, off, size, t);
6630                 if (!err && value_regno >= 0)
6631                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6632         } else if (reg->type == PTR_TO_TP_BUFFER) {
6633                 err = check_tp_buffer_access(env, reg, regno, off, size);
6634                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6635                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6636         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID &&
6637                    !type_may_be_null(reg->type)) {
6638                 err = check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, off, size, t,
6639                                               value_regno);
6640         } else if (reg->type == CONST_PTR_TO_MAP) {
6641                 err = check_ptr_to_map_access(env, regs, regno, off, size, t,
6642                                               value_regno);
6643         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BUF) {
6644                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
6645                 u32 *max_access;
6646
6647                 if (rdonly_mem) {
6648                         if (t == BPF_WRITE) {
6649                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6650                                         regno, reg_type_str(env, reg->type));
6651                                 return -EACCES;
6652                         }
6653                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
6654                 } else {
6655                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
6656                 }
6657
6658                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
6659                                           max_access);
6660
6661                 if (!err && value_regno >= 0 && (rdonly_mem || t == BPF_READ))
6662                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6663         } else {
6664                 verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
6665                         reg_type_str(env, reg->type));
6666                 return -EACCES;
6667         }
6668
6669         if (!err && size < BPF_REG_SIZE && value_regno >= 0 && t == BPF_READ &&
6670             regs[value_regno].type == SCALAR_VALUE) {
6671                 if (!is_ldsx)
6672                         /* b/h/w load zero-extends, mark upper bits as known 0 */
6673                         coerce_reg_to_size(&regs[value_regno], size);
6674                 else
6675                         coerce_reg_to_size_sx(&regs[value_regno], size);
6676         }
6677         return err;
6678 }
6679
6680 static int check_atomic(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, struct bpf_insn *insn)
6681 {
6682         int load_reg;
6683         int err;
6684
6685         switch (insn->imm) {
6686         case BPF_ADD:
6687         case BPF_ADD | BPF_FETCH:
6688         case BPF_AND:
6689         case BPF_AND | BPF_FETCH:
6690         case BPF_OR:
6691         case BPF_OR | BPF_FETCH:
6692         case BPF_XOR:
6693         case BPF_XOR | BPF_FETCH:
6694         case BPF_XCHG:
6695         case BPF_CMPXCHG:
6696                 break;
6697         default:
6698                 verbose(env, "BPF_ATOMIC uses invalid atomic opcode %02x\n", insn->imm);
6699                 return -EINVAL;
6700         }
6701
6702         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W && BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
6703                 verbose(env, "invalid atomic operand size\n");
6704                 return -EINVAL;
6705         }
6706
6707         /* check src1 operand */
6708         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
6709         if (err)
6710                 return err;
6711
6712         /* check src2 operand */
6713         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
6714         if (err)
6715                 return err;
6716
6717         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG) {
6718                 /* Check comparison of R0 with memory location */
6719                 const u32 aux_reg = BPF_REG_0;
6720
6721                 err = check_reg_arg(env, aux_reg, SRC_OP);
6722                 if (err)
6723                         return err;
6724
6725                 if (is_pointer_value(env, aux_reg)) {
6726                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", aux_reg);
6727                         return -EACCES;
6728                 }
6729         }
6730
6731         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
6732                 verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", insn->src_reg);
6733                 return -EACCES;
6734         }
6735
6736         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg) ||
6737             is_pkt_reg(env, insn->dst_reg) ||
6738             is_flow_key_reg(env, insn->dst_reg) ||
6739             is_sk_reg(env, insn->dst_reg)) {
6740                 verbose(env, "BPF_ATOMIC stores into R%d %s is not allowed\n",
6741                         insn->dst_reg,
6742                         reg_type_str(env, reg_state(env, insn->dst_reg)->type));
6743                 return -EACCES;
6744         }
6745
6746         if (insn->imm & BPF_FETCH) {
6747                 if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
6748                         load_reg = BPF_REG_0;
6749                 else
6750                         load_reg = insn->src_reg;
6751
6752                 /* check and record load of old value */
6753                 err = check_reg_arg(env, load_reg, DST_OP);
6754                 if (err)
6755                         return err;
6756         } else {
6757                 /* This instruction accesses a memory location but doesn't
6758                  * actually load it into a register.
6759                  */
6760                 load_reg = -1;
6761         }
6762
6763         /* Check whether we can read the memory, with second call for fetch
6764          * case to simulate the register fill.
6765          */
6766         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6767                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, -1, true, false);
6768         if (!err && load_reg >= 0)
6769                 err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6770                                        BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, load_reg,
6771                                        true, false);
6772         if (err)
6773                 return err;
6774
6775         /* Check whether we can write into the same memory. */
6776         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6777                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE, -1, true, false);
6778         if (err)
6779                 return err;
6780
6781         return 0;
6782 }
6783
6784 /* When register 'regno' is used to read the stack (either directly or through
6785  * a helper function) make sure that it's within stack boundary and, depending
6786  * on the access type, that all elements of the stack are initialized.
6787  *
6788  * 'off' includes 'regno->off', but not its dynamic part (if any).
6789  *
6790  * All registers that have been spilled on the stack in the slots within the
6791  * read offsets are marked as read.
6792  */
6793 static int check_stack_range_initialized(
6794                 struct bpf_verifier_env *env, int regno, int off,
6795                 int access_size, bool zero_size_allowed,
6796                 enum bpf_access_src type, struct bpf_call_arg_meta *meta)
6797 {
6798         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
6799         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
6800         int err, min_off, max_off, i, j, slot, spi;
6801         char *err_extra = type == ACCESS_HELPER ? " indirect" : "";
6802         enum bpf_access_type bounds_check_type;
6803         /* Some accesses can write anything into the stack, others are
6804          * read-only.
6805          */
6806         bool clobber = false;
6807
6808         if (access_size == 0 && !zero_size_allowed) {
6809                 verbose(env, "invalid zero-sized read\n");
6810                 return -EACCES;
6811         }
6812
6813         if (type == ACCESS_HELPER) {
6814                 /* The bounds checks for writes are more permissive than for
6815                  * reads. However, if raw_mode is not set, we'll do extra
6816                  * checks below.
6817                  */
6818                 bounds_check_type = BPF_WRITE;
6819                 clobber = true;
6820         } else {
6821                 bounds_check_type = BPF_READ;
6822         }
6823         err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, access_size,
6824                                                type, bounds_check_type);
6825         if (err)
6826                 return err;
6827
6828
6829         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6830                 min_off = max_off = reg->var_off.value + off;
6831         } else {
6832                 /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for
6833                  * simplicity since it requires corresponding support in
6834                  * Spectre masking for stack ALU.
6835                  * See also retrieve_ptr_limit().
6836                  */
6837                 if (!env->bypass_spec_v1) {
6838                         char tn_buf[48];
6839
6840                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6841                         verbose(env, "R%d%s variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
6842                                 regno, err_extra, tn_buf);
6843                         return -EACCES;
6844                 }
6845                 /* Only initialized buffer on stack is allowed to be accessed
6846                  * with variable offset. With uninitialized buffer it's hard to
6847                  * guarantee that whole memory is marked as initialized on
6848                  * helper return since specific bounds are unknown what may
6849                  * cause uninitialized stack leaking.
6850                  */
6851                 if (meta && meta->raw_mode)
6852                         meta = NULL;
6853
6854                 min_off = reg->smin_value + off;
6855                 max_off = reg->smax_value + off;
6856         }
6857
6858         if (meta && meta->raw_mode) {
6859                 /* Ensure we won't be overwriting dynptrs when simulating byte
6860                  * by byte access in check_helper_call using meta.access_size.
6861                  * This would be a problem if we have a helper in the future
6862                  * which takes:
6863                  *
6864                  *      helper(uninit_mem, len, dynptr)
6865                  *
6866                  * Now, uninint_mem may overlap with dynptr pointer. Hence, it
6867                  * may end up writing to dynptr itself when touching memory from
6868                  * arg 1. This can be relaxed on a case by case basis for known
6869                  * safe cases, but reject due to the possibilitiy of aliasing by
6870                  * default.
6871                  */
6872                 for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
6873                         int stack_off = -i - 1;
6874
6875                         spi = __get_spi(i);
6876                         /* raw_mode may write past allocated_stack */
6877                         if (state->allocated_stack <= stack_off)
6878                                 continue;
6879                         if (state->stack[spi].slot_type[stack_off % BPF_REG_SIZE] == STACK_DYNPTR) {
6880                                 verbose(env, "potential write to dynptr at off=%d disallowed\n", i);
6881                                 return -EACCES;
6882                         }
6883                 }
6884                 meta->access_size = access_size;
6885                 meta->regno = regno;
6886                 return 0;
6887         }
6888
6889         for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
6890                 u8 *stype;
6891
6892                 slot = -i - 1;
6893                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
6894                 if (state->allocated_stack <= slot)
6895                         goto err;
6896                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
6897                 if (*stype == STACK_MISC)
6898                         goto mark;
6899                 if ((*stype == STACK_ZERO) ||
6900                     (*stype == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)) {
6901                         if (clobber) {
6902                                 /* helper can write anything into the stack */
6903                                 *stype = STACK_MISC;
6904                         }
6905                         goto mark;
6906                 }
6907
6908                 if (is_spilled_reg(&state->stack[spi]) &&
6909                     (state->stack[spi].spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE ||
6910                      env->allow_ptr_leaks)) {
6911                         if (clobber) {
6912                                 __mark_reg_unknown(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
6913                                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
6914                                         scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[j]);
6915                         }
6916                         goto mark;
6917                 }
6918
6919 err:
6920                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6921                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d off %d+%d size %d\n",
6922                                 err_extra, regno, min_off, i - min_off, access_size);
6923                 } else {
6924                         char tn_buf[48];
6925
6926                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6927                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d var_off %s+%d size %d\n",
6928                                 err_extra, regno, tn_buf, i - min_off, access_size);
6929                 }
6930                 return -EACCES;
6931 mark:
6932                 /* reading any byte out of 8-byte 'spill_slot' will cause
6933                  * the whole slot to be marked as 'read'
6934                  */
6935                 mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
6936                               state->stack[spi].spilled_ptr.parent,
6937                               REG_LIVE_READ64);
6938                 /* We do not set REG_LIVE_WRITTEN for stack slot, as we can not
6939                  * be sure that whether stack slot is written to or not. Hence,
6940                  * we must still conservatively propagate reads upwards even if
6941                  * helper may write to the entire memory range.
6942                  */
6943         }
6944         return update_stack_depth(env, state, min_off);
6945 }
6946
6947 static int check_helper_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
6948                                    int access_size, bool zero_size_allowed,
6949                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
6950 {
6951         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
6952         u32 *max_access;
6953
6954         switch (base_type(reg->type)) {
6955         case PTR_TO_PACKET:
6956         case PTR_TO_PACKET_META:
6957                 return check_packet_access(env, regno, reg->off, access_size,
6958                                            zero_size_allowed);
6959         case PTR_TO_MAP_KEY:
6960                 if (meta && meta->raw_mode) {
6961                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
6962                                 reg_type_str(env, reg->type));
6963                         return -EACCES;
6964                 }
6965                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off, access_size,
6966                                                reg->map_ptr->key_size, false);
6967         case PTR_TO_MAP_VALUE:
6968                 if (check_map_access_type(env, regno, reg->off, access_size,
6969                                           meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE :
6970                                           BPF_READ))
6971                         return -EACCES;
6972                 return check_map_access(env, regno, reg->off, access_size,
6973                                         zero_size_allowed, ACCESS_HELPER);
6974         case PTR_TO_MEM:
6975                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
6976                         if (meta && meta->raw_mode) {
6977                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
6978                                         reg_type_str(env, reg->type));
6979                                 return -EACCES;
6980                         }
6981                 }
6982                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off,
6983                                                access_size, reg->mem_size,
6984                                                zero_size_allowed);
6985         case PTR_TO_BUF:
6986                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
6987                         if (meta && meta->raw_mode) {
6988                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
6989                                         reg_type_str(env, reg->type));
6990                                 return -EACCES;
6991                         }
6992
6993                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
6994                 } else {
6995                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
6996                 }
6997                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
6998                                            access_size, zero_size_allowed,
6999                                            max_access);
7000         case PTR_TO_STACK:
7001                 return check_stack_range_initialized(
7002                                 env,
7003                                 regno, reg->off, access_size,
7004                                 zero_size_allowed, ACCESS_HELPER, meta);
7005         case PTR_TO_BTF_ID:
7006                 return check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, reg->off,
7007                                                access_size, BPF_READ, -1);
7008         case PTR_TO_CTX:
7009                 /* in case the function doesn't know how to access the context,
7010                  * (because we are in a program of type SYSCALL for example), we
7011                  * can not statically check its size.
7012                  * Dynamically check it now.
7013                  */
7014                 if (!env->ops->convert_ctx_access) {
7015                         enum bpf_access_type atype = meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE : BPF_READ;
7016                         int offset = access_size - 1;
7017
7018                         /* Allow zero-byte read from PTR_TO_CTX */
7019                         if (access_size == 0)
7020                                 return zero_size_allowed ? 0 : -EACCES;
7021
7022                         return check_mem_access(env, env->insn_idx, regno, offset, BPF_B,
7023                                                 atype, -1, false, false);
7024                 }
7025
7026                 fallthrough;
7027         default: /* scalar_value or invalid ptr */
7028                 /* Allow zero-byte read from NULL, regardless of pointer type */
7029                 if (zero_size_allowed && access_size == 0 &&
7030                     register_is_null(reg))
7031                         return 0;
7032
7033                 verbose(env, "R%d type=%s ", regno,
7034                         reg_type_str(env, reg->type));
7035                 verbose(env, "expected=%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_STACK));
7036                 return -EACCES;
7037         }
7038 }
7039
7040 static int check_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env,
7041                               struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
7042                               bool zero_size_allowed,
7043                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
7044 {
7045         int err;
7046
7047         /* This is used to refine r0 return value bounds for helpers
7048          * that enforce this value as an upper bound on return values.
7049          * See do_refine_retval_range() for helpers that can refine
7050          * the return value. C type of helper is u32 so we pull register
7051          * bound from umax_value however, if negative verifier errors
7052          * out. Only upper bounds can be learned because retval is an
7053          * int type and negative retvals are allowed.
7054          */
7055         meta->msize_max_value = reg->umax_value;
7056
7057         /* The register is SCALAR_VALUE; the access check
7058          * happens using its boundaries.
7059          */
7060         if (!tnum_is_const(reg->var_off))
7061                 /* For unprivileged variable accesses, disable raw
7062                  * mode so that the program is required to
7063                  * initialize all the memory that the helper could
7064                  * just partially fill up.
7065                  */
7066                 meta = NULL;
7067
7068         if (reg->smin_value < 0) {
7069                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned or 'var &= const'\n",
7070                         regno);
7071                 return -EACCES;
7072         }
7073
7074         if (reg->umin_value == 0) {
7075                 err = check_helper_mem_access(env, regno - 1, 0,
7076                                               zero_size_allowed,
7077                                               meta);
7078                 if (err)
7079                         return err;
7080         }
7081
7082         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_SIZ) {
7083                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
7084                         regno);
7085                 return -EACCES;
7086         }
7087         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1,
7088                                       reg->umax_value,
7089                                       zero_size_allowed, meta);
7090         if (!err)
7091                 err = mark_chain_precision(env, regno);
7092         return err;
7093 }
7094
7095 int check_mem_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
7096                    u32 regno, u32 mem_size)
7097 {
7098         bool may_be_null = type_may_be_null(reg->type);
7099         struct bpf_reg_state saved_reg;
7100         struct bpf_call_arg_meta meta;
7101         int err;
7102
7103         if (register_is_null(reg))
7104                 return 0;
7105
7106         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
7107         /* Assuming that the register contains a value check if the memory
7108          * access is safe. Temporarily save and restore the register's state as
7109          * the conversion shouldn't be visible to a caller.
7110          */
7111         if (may_be_null) {
7112                 saved_reg = *reg;
7113                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
7114         }
7115
7116         err = check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
7117         /* Check access for BPF_WRITE */
7118         meta.raw_mode = true;
7119         err = err ?: check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
7120
7121         if (may_be_null)
7122                 *reg = saved_reg;
7123
7124         return err;
7125 }
7126
7127 static int check_kfunc_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
7128                                     u32 regno)
7129 {
7130         struct bpf_reg_state *mem_reg = &cur_regs(env)[regno - 1];
7131         bool may_be_null = type_may_be_null(mem_reg->type);
7132         struct bpf_reg_state saved_reg;
7133         struct bpf_call_arg_meta meta;
7134         int err;
7135
7136         WARN_ON_ONCE(regno < BPF_REG_2 || regno > BPF_REG_5);
7137
7138         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
7139
7140         if (may_be_null) {
7141                 saved_reg = *mem_reg;
7142                 mark_ptr_not_null_reg(mem_reg);
7143         }
7144
7145         err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
7146         /* Check access for BPF_WRITE */
7147         meta.raw_mode = true;
7148         err = err ?: check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
7149
7150         if (may_be_null)
7151                 *mem_reg = saved_reg;
7152         return err;
7153 }
7154
7155 /* Implementation details:
7156  * bpf_map_lookup returns PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL.
7157  * bpf_obj_new returns PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_MAYBE_NULL.
7158  * Two bpf_map_lookups (even with the same key) will have different reg->id.
7159  * Two separate bpf_obj_new will also have different reg->id.
7160  * For traditional PTR_TO_MAP_VALUE or PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC, the verifier
7161  * clears reg->id after value_or_null->value transition, since the verifier only
7162  * cares about the range of access to valid map value pointer and doesn't care
7163  * about actual address of the map element.
7164  * For maps with 'struct bpf_spin_lock' inside map value the verifier keeps
7165  * reg->id > 0 after value_or_null->value transition. By doing so
7166  * two bpf_map_lookups will be considered two different pointers that
7167  * point to different bpf_spin_locks. Likewise for pointers to allocated objects
7168  * returned from bpf_obj_new.
7169  * The verifier allows taking only one bpf_spin_lock at a time to avoid
7170  * dead-locks.
7171  * Since only one bpf_spin_lock is allowed the checks are simpler than
7172  * reg_is_refcounted() logic. The verifier needs to remember only
7173  * one spin_lock instead of array of acquired_refs.
7174  * cur_state->active_lock remembers which map value element or allocated
7175  * object got locked and clears it after bpf_spin_unlock.
7176  */
7177 static int process_spin_lock(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7178                              bool is_lock)
7179 {
7180         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7181         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
7182         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
7183         u64 val = reg->var_off.value;
7184         struct bpf_map *map = NULL;
7185         struct btf *btf = NULL;
7186         struct btf_record *rec;
7187
7188         if (!is_const) {
7189                 verbose(env,
7190                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_spin_lock has to be at the constant offset\n",
7191                         regno);
7192                 return -EINVAL;
7193         }
7194         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
7195                 map = reg->map_ptr;
7196                 if (!map->btf) {
7197                         verbose(env,
7198                                 "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_spin_lock\n",
7199                                 map->name);
7200                         return -EINVAL;
7201                 }
7202         } else {
7203                 btf = reg->btf;
7204         }
7205
7206         rec = reg_btf_record(reg);
7207         if (!btf_record_has_field(rec, BPF_SPIN_LOCK)) {
7208                 verbose(env, "%s '%s' has no valid bpf_spin_lock\n", map ? "map" : "local",
7209                         map ? map->name : "kptr");
7210                 return -EINVAL;
7211         }
7212         if (rec->spin_lock_off != val + reg->off) {
7213                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_spin_lock' that is at %d\n",
7214                         val + reg->off, rec->spin_lock_off);
7215                 return -EINVAL;
7216         }
7217         if (is_lock) {
7218                 if (cur->active_lock.ptr) {
7219                         verbose(env,
7220                                 "Locking two bpf_spin_locks are not allowed\n");
7221                         return -EINVAL;
7222                 }
7223                 if (map)
7224                         cur->active_lock.ptr = map;
7225                 else
7226                         cur->active_lock.ptr = btf;
7227                 cur->active_lock.id = reg->id;
7228         } else {
7229                 void *ptr;
7230
7231                 if (map)
7232                         ptr = map;
7233                 else
7234                         ptr = btf;
7235
7236                 if (!cur->active_lock.ptr) {
7237                         verbose(env, "bpf_spin_unlock without taking a lock\n");
7238                         return -EINVAL;
7239                 }
7240                 if (cur->active_lock.ptr != ptr ||
7241                     cur->active_lock.id != reg->id) {
7242                         verbose(env, "bpf_spin_unlock of different lock\n");
7243                         return -EINVAL;
7244                 }
7245
7246                 invalidate_non_owning_refs(env);
7247
7248                 cur->active_lock.ptr = NULL;
7249                 cur->active_lock.id = 0;
7250         }
7251         return 0;
7252 }
7253
7254 static int process_timer_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7255                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
7256 {
7257         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7258         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
7259         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
7260         u64 val = reg->var_off.value;
7261
7262         if (!is_const) {
7263                 verbose(env,
7264                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_timer has to be at the constant offset\n",
7265                         regno);
7266                 return -EINVAL;
7267         }
7268         if (!map->btf) {
7269                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_timer\n",
7270                         map->name);
7271                 return -EINVAL;
7272         }
7273         if (!btf_record_has_field(map->record, BPF_TIMER)) {
7274                 verbose(env, "map '%s' has no valid bpf_timer\n", map->name);
7275                 return -EINVAL;
7276         }
7277         if (map->record->timer_off != val + reg->off) {
7278                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_timer' that is at %d\n",
7279                         val + reg->off, map->record->timer_off);
7280                 return -EINVAL;
7281         }
7282         if (meta->map_ptr) {
7283                 verbose(env, "verifier bug. Two map pointers in a timer helper\n");
7284                 return -EFAULT;
7285         }
7286         meta->map_uid = reg->map_uid;
7287         meta->map_ptr = map;
7288         return 0;
7289 }
7290
7291 static int process_kptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7292                              struct bpf_call_arg_meta *meta)
7293 {
7294         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7295         struct bpf_map *map_ptr = reg->map_ptr;
7296         struct btf_field *kptr_field;
7297         u32 kptr_off;
7298
7299         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
7300                 verbose(env,
7301                         "R%d doesn't have constant offset. kptr has to be at the constant offset\n",
7302                         regno);
7303                 return -EINVAL;
7304         }
7305         if (!map_ptr->btf) {
7306                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_kptr_xchg\n",
7307                         map_ptr->name);
7308                 return -EINVAL;
7309         }
7310         if (!btf_record_has_field(map_ptr->record, BPF_KPTR)) {
7311                 verbose(env, "map '%s' has no valid kptr\n", map_ptr->name);
7312                 return -EINVAL;
7313         }
7314
7315         meta->map_ptr = map_ptr;
7316         kptr_off = reg->off + reg->var_off.value;
7317         kptr_field = btf_record_find(map_ptr->record, kptr_off, BPF_KPTR);
7318         if (!kptr_field) {
7319                 verbose(env, "off=%d doesn't point to kptr\n", kptr_off);
7320                 return -EACCES;
7321         }
7322         if (kptr_field->type != BPF_KPTR_REF) {
7323                 verbose(env, "off=%d kptr isn't referenced kptr\n", kptr_off);
7324                 return -EACCES;
7325         }
7326         meta->kptr_field = kptr_field;
7327         return 0;
7328 }
7329
7330 /* There are two register types representing a bpf_dynptr, one is PTR_TO_STACK
7331  * which points to a stack slot, and the other is CONST_PTR_TO_DYNPTR.
7332  *
7333  * In both cases we deal with the first 8 bytes, but need to mark the next 8
7334  * bytes as STACK_DYNPTR in case of PTR_TO_STACK. In case of
7335  * CONST_PTR_TO_DYNPTR, we are guaranteed to get the beginning of the object.
7336  *
7337  * Mutability of bpf_dynptr is at two levels, one is at the level of struct
7338  * bpf_dynptr itself, i.e. whether the helper is receiving a pointer to struct
7339  * bpf_dynptr or pointer to const struct bpf_dynptr. In the former case, it can
7340  * mutate the view of the dynptr and also possibly destroy it. In the latter
7341  * case, it cannot mutate the bpf_dynptr itself but it can still mutate the
7342  * memory that dynptr points to.
7343  *
7344  * The verifier will keep track both levels of mutation (bpf_dynptr's in
7345  * reg->type and the memory's in reg->dynptr.type), but there is no support for
7346  * readonly dynptr view yet, hence only the first case is tracked and checked.
7347  *
7348  * This is consistent with how C applies the const modifier to a struct object,
7349  * where the pointer itself inside bpf_dynptr becomes const but not what it
7350  * points to.
7351  *
7352  * Helpers which do not mutate the bpf_dynptr set MEM_RDONLY in their argument
7353  * type, and declare it as 'const struct bpf_dynptr *' in their prototype.
7354  */
7355 static int process_dynptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno, int insn_idx,
7356                                enum bpf_arg_type arg_type, int clone_ref_obj_id)
7357 {
7358         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7359         int err;
7360
7361         /* MEM_UNINIT and MEM_RDONLY are exclusive, when applied to an
7362          * ARG_PTR_TO_DYNPTR (or ARG_PTR_TO_DYNPTR | DYNPTR_TYPE_*):
7363          */
7364         if ((arg_type & (MEM_UNINIT | MEM_RDONLY)) == (MEM_UNINIT | MEM_RDONLY)) {
7365                 verbose(env, "verifier internal error: misconfigured dynptr helper type flags\n");
7366                 return -EFAULT;
7367         }
7368
7369         /*  MEM_UNINIT - Points to memory that is an appropriate candidate for
7370          *               constructing a mutable bpf_dynptr object.
7371          *
7372          *               Currently, this is only possible with PTR_TO_STACK
7373          *               pointing to a region of at least 16 bytes which doesn't
7374          *               contain an existing bpf_dynptr.
7375          *
7376          *  MEM_RDONLY - Points to a initialized bpf_dynptr that will not be
7377          *               mutated or destroyed. However, the memory it points to
7378          *               may be mutated.
7379          *
7380          *  None       - Points to a initialized dynptr that can be mutated and
7381          *               destroyed, including mutation of the memory it points
7382          *               to.
7383          */
7384         if (arg_type & MEM_UNINIT) {
7385                 int i;
7386
7387                 if (!is_dynptr_reg_valid_uninit(env, reg)) {
7388                         verbose(env, "Dynptr has to be an uninitialized dynptr\n");
7389                         return -EINVAL;
7390                 }
7391
7392                 /* we write BPF_DW bits (8 bytes) at a time */
7393                 for (i = 0; i < BPF_DYNPTR_SIZE; i += 8) {
7394                         err = check_mem_access(env, insn_idx, regno,
7395                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false, false);
7396                         if (err)
7397                                 return err;
7398                 }
7399
7400                 err = mark_stack_slots_dynptr(env, reg, arg_type, insn_idx, clone_ref_obj_id);
7401         } else /* MEM_RDONLY and None case from above */ {
7402                 /* For the reg->type == PTR_TO_STACK case, bpf_dynptr is never const */
7403                 if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR && !(arg_type & MEM_RDONLY)) {
7404                         verbose(env, "cannot pass pointer to const bpf_dynptr, the helper mutates it\n");
7405                         return -EINVAL;
7406                 }
7407
7408                 if (!is_dynptr_reg_valid_init(env, reg)) {
7409                         verbose(env,
7410                                 "Expected an initialized dynptr as arg #%d\n",
7411                                 regno);
7412                         return -EINVAL;
7413                 }
7414
7415                 /* Fold modifiers (in this case, MEM_RDONLY) when checking expected type */
7416                 if (!is_dynptr_type_expected(env, reg, arg_type & ~MEM_RDONLY)) {
7417                         verbose(env,
7418                                 "Expected a dynptr of type %s as arg #%d\n",
7419                                 dynptr_type_str(arg_to_dynptr_type(arg_type)), regno);
7420                         return -EINVAL;
7421                 }
7422
7423                 err = mark_dynptr_read(env, reg);
7424         }
7425         return err;
7426 }
7427
7428 static u32 iter_ref_obj_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg, int spi)
7429 {
7430         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7431
7432         return state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
7433 }
7434
7435 static bool is_iter_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7436 {
7437         return meta->kfunc_flags & (KF_ITER_NEW | KF_ITER_NEXT | KF_ITER_DESTROY);
7438 }
7439
7440 static bool is_iter_new_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7441 {
7442         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_NEW;
7443 }
7444
7445 static bool is_iter_next_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7446 {
7447         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_NEXT;
7448 }
7449
7450 static bool is_iter_destroy_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7451 {
7452         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_DESTROY;
7453 }
7454
7455 static bool is_kfunc_arg_iter(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta, int arg)
7456 {
7457         /* btf_check_iter_kfuncs() guarantees that first argument of any iter
7458          * kfunc is iter state pointer
7459          */
7460         return arg == 0 && is_iter_kfunc(meta);
7461 }
7462
7463 static int process_iter_arg(struct bpf_verifier_env *env, int regno, int insn_idx,
7464                             struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7465 {
7466         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7467         const struct btf_type *t;
7468         const struct btf_param *arg;
7469         int spi, err, i, nr_slots;
7470         u32 btf_id;
7471
7472         /* btf_check_iter_kfuncs() ensures we don't need to validate anything here */
7473         arg = &btf_params(meta->func_proto)[0];
7474         t = btf_type_skip_modifiers(meta->btf, arg->type, NULL);        /* PTR */
7475         t = btf_type_skip_modifiers(meta->btf, t->type, &btf_id);       /* STRUCT */
7476         nr_slots = t->size / BPF_REG_SIZE;
7477
7478         if (is_iter_new_kfunc(meta)) {
7479                 /* bpf_iter_<type>_new() expects pointer to uninit iter state */
7480                 if (!is_iter_reg_valid_uninit(env, reg, nr_slots)) {
7481                         verbose(env, "expected uninitialized iter_%s as arg #%d\n",
7482                                 iter_type_str(meta->btf, btf_id), regno);
7483                         return -EINVAL;
7484                 }
7485
7486                 for (i = 0; i < nr_slots * 8; i += BPF_REG_SIZE) {
7487                         err = check_mem_access(env, insn_idx, regno,
7488                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false, false);
7489                         if (err)
7490                                 return err;
7491                 }
7492
7493                 err = mark_stack_slots_iter(env, reg, insn_idx, meta->btf, btf_id, nr_slots);
7494                 if (err)
7495                         return err;
7496         } else {
7497                 /* iter_next() or iter_destroy() expect initialized iter state*/
7498                 if (!is_iter_reg_valid_init(env, reg, meta->btf, btf_id, nr_slots)) {
7499                         verbose(env, "expected an initialized iter_%s as arg #%d\n",
7500                                 iter_type_str(meta->btf, btf_id), regno);
7501                         return -EINVAL;
7502                 }
7503
7504                 spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
7505                 if (spi < 0)
7506                         return spi;
7507
7508                 err = mark_iter_read(env, reg, spi, nr_slots);
7509                 if (err)
7510                         return err;
7511
7512                 /* remember meta->iter info for process_iter_next_call() */
7513                 meta->iter.spi = spi;
7514                 meta->iter.frameno = reg->frameno;
7515                 meta->ref_obj_id = iter_ref_obj_id(env, reg, spi);
7516
7517                 if (is_iter_destroy_kfunc(meta)) {
7518                         err = unmark_stack_slots_iter(env, reg, nr_slots);
7519                         if (err)
7520                                 return err;
7521                 }
7522         }
7523
7524         return 0;
7525 }
7526
7527 /* process_iter_next_call() is called when verifier gets to iterator's next
7528  * "method" (e.g., bpf_iter_num_next() for numbers iterator) call. We'll refer
7529  * to it as just "iter_next()" in comments below.
7530  *
7531  * BPF verifier relies on a crucial contract for any iter_next()
7532  * implementation: it should *eventually* return NULL, and once that happens
7533  * it should keep returning NULL. That is, once iterator exhausts elements to
7534  * iterate, it should never reset or spuriously return new elements.
7535  *
7536  * With the assumption of such contract, process_iter_next_call() simulates
7537  * a fork in the verifier state to validate loop logic correctness and safety
7538  * without having to simulate infinite amount of iterations.
7539  *
7540  * In current state, we first assume that iter_next() returned NULL and
7541  * iterator state is set to DRAINED (BPF_ITER_STATE_DRAINED). In such
7542  * conditions we should not form an infinite loop and should eventually reach
7543  * exit.
7544  *
7545  * Besides that, we also fork current state and enqueue it for later
7546  * verification. In a forked state we keep iterator state as ACTIVE
7547  * (BPF_ITER_STATE_ACTIVE) and assume non-NULL return from iter_next(). We
7548  * also bump iteration depth to prevent erroneous infinite loop detection
7549  * later on (see iter_active_depths_differ() comment for details). In this
7550  * state we assume that we'll eventually loop back to another iter_next()
7551  * calls (it could be in exactly same location or in some other instruction,
7552  * it doesn't matter, we don't make any unnecessary assumptions about this,
7553  * everything revolves around iterator state in a stack slot, not which
7554  * instruction is calling iter_next()). When that happens, we either will come
7555  * to iter_next() with equivalent state and can conclude that next iteration
7556  * will proceed in exactly the same way as we just verified, so it's safe to
7557  * assume that loop converges. If not, we'll go on another iteration
7558  * simulation with a different input state, until all possible starting states
7559  * are validated or we reach maximum number of instructions limit.
7560  *
7561  * This way, we will either exhaustively discover all possible input states
7562  * that iterator loop can start with and eventually will converge, or we'll
7563  * effectively regress into bounded loop simulation logic and either reach
7564  * maximum number of instructions if loop is not provably convergent, or there
7565  * is some statically known limit on number of iterations (e.g., if there is
7566  * an explicit `if n > 100 then break;` statement somewhere in the loop).
7567  *
7568  * One very subtle but very important aspect is that we *always* simulate NULL
7569  * condition first (as the current state) before we simulate non-NULL case.
7570  * This has to do with intricacies of scalar precision tracking. By simulating
7571  * "exit condition" of iter_next() returning NULL first, we make sure all the
7572  * relevant precision marks *that will be set **after** we exit iterator loop*
7573  * are propagated backwards to common parent state of NULL and non-NULL
7574  * branches. Thanks to that, state equivalence checks done later in forked
7575  * state, when reaching iter_next() for ACTIVE iterator, can assume that
7576  * precision marks are finalized and won't change. Because simulating another
7577  * ACTIVE iterator iteration won't change them (because given same input
7578  * states we'll end up with exactly same output states which we are currently
7579  * comparing; and verification after the loop already propagated back what
7580  * needs to be **additionally** tracked as precise). It's subtle, grok
7581  * precision tracking for more intuitive understanding.
7582  */
7583 static int process_iter_next_call(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
7584                                   struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7585 {
7586         struct bpf_verifier_state *cur_st = env->cur_state, *queued_st;
7587         struct bpf_func_state *cur_fr = cur_st->frame[cur_st->curframe], *queued_fr;
7588         struct bpf_reg_state *cur_iter, *queued_iter;
7589         int iter_frameno = meta->iter.frameno;
7590         int iter_spi = meta->iter.spi;
7591
7592         BTF_TYPE_EMIT(struct bpf_iter);
7593
7594         cur_iter = &env->cur_state->frame[iter_frameno]->stack[iter_spi].spilled_ptr;
7595
7596         if (cur_iter->iter.state != BPF_ITER_STATE_ACTIVE &&
7597             cur_iter->iter.state != BPF_ITER_STATE_DRAINED) {
7598                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected iterator state %d (%s)\n",
7599                         cur_iter->iter.state, iter_state_str(cur_iter->iter.state));
7600                 return -EFAULT;
7601         }
7602
7603         if (cur_iter->iter.state == BPF_ITER_STATE_ACTIVE) {
7604                 /* branch out active iter state */
7605                 queued_st = push_stack(env, insn_idx + 1, insn_idx, false);
7606                 if (!queued_st)
7607                         return -ENOMEM;
7608
7609                 queued_iter = &queued_st->frame[iter_frameno]->stack[iter_spi].spilled_ptr;
7610                 queued_iter->iter.state = BPF_ITER_STATE_ACTIVE;
7611                 queued_iter->iter.depth++;
7612
7613                 queued_fr = queued_st->frame[queued_st->curframe];
7614                 mark_ptr_not_null_reg(&queued_fr->regs[BPF_REG_0]);
7615         }
7616
7617         /* switch to DRAINED state, but keep the depth unchanged */
7618         /* mark current iter state as drained and assume returned NULL */
7619         cur_iter->iter.state = BPF_ITER_STATE_DRAINED;
7620         __mark_reg_const_zero(&cur_fr->regs[BPF_REG_0]);
7621
7622         return 0;
7623 }
7624
7625 static bool arg_type_is_mem_size(enum bpf_arg_type type)
7626 {
7627         return type == ARG_CONST_SIZE ||
7628                type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO;
7629 }
7630
7631 static bool arg_type_is_release(enum bpf_arg_type type)
7632 {
7633         return type & OBJ_RELEASE;
7634 }
7635
7636 static bool arg_type_is_dynptr(enum bpf_arg_type type)
7637 {
7638         return base_type(type) == ARG_PTR_TO_DYNPTR;
7639 }
7640
7641 static int int_ptr_type_to_size(enum bpf_arg_type type)
7642 {
7643         if (type == ARG_PTR_TO_INT)
7644                 return sizeof(u32);
7645         else if (type == ARG_PTR_TO_LONG)
7646                 return sizeof(u64);
7647
7648         return -EINVAL;
7649 }
7650
7651 static int resolve_map_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
7652                                  const struct bpf_call_arg_meta *meta,
7653                                  enum bpf_arg_type *arg_type)
7654 {
7655         if (!meta->map_ptr) {
7656                 /* kernel subsystem misconfigured verifier */
7657                 verbose(env, "invalid map_ptr to access map->type\n");
7658                 return -EACCES;
7659         }
7660
7661         switch (meta->map_ptr->map_type) {
7662         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
7663         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
7664                 if (*arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
7665                         *arg_type = ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON;
7666                 } else {
7667                         verbose(env, "invalid arg_type for sockmap/sockhash\n");
7668                         return -EINVAL;
7669                 }
7670                 break;
7671         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
7672                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_map_peek_elem)
7673                         *arg_type = ARG_PTR_TO_MAP_VALUE;
7674                 break;
7675         default:
7676                 break;
7677         }
7678         return 0;
7679 }
7680
7681 struct bpf_reg_types {
7682         const enum bpf_reg_type types[10];
7683         u32 *btf_id;
7684 };
7685
7686 static const struct bpf_reg_types sock_types = {
7687         .types = {
7688                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
7689                 PTR_TO_SOCKET,
7690                 PTR_TO_TCP_SOCK,
7691                 PTR_TO_XDP_SOCK,
7692         },
7693 };
7694
7695 #ifdef CONFIG_NET
7696 static const struct bpf_reg_types btf_id_sock_common_types = {
7697         .types = {
7698                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
7699                 PTR_TO_SOCKET,
7700                 PTR_TO_TCP_SOCK,
7701                 PTR_TO_XDP_SOCK,
7702                 PTR_TO_BTF_ID,
7703                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
7704         },
7705         .btf_id = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
7706 };
7707 #endif
7708
7709 static const struct bpf_reg_types mem_types = {
7710         .types = {
7711                 PTR_TO_STACK,
7712                 PTR_TO_PACKET,
7713                 PTR_TO_PACKET_META,
7714                 PTR_TO_MAP_KEY,
7715                 PTR_TO_MAP_VALUE,
7716                 PTR_TO_MEM,
7717                 PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF,
7718                 PTR_TO_BUF,
7719                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
7720         },
7721 };
7722
7723 static const struct bpf_reg_types int_ptr_types = {
7724         .types = {
7725                 PTR_TO_STACK,
7726                 PTR_TO_PACKET,
7727                 PTR_TO_PACKET_META,
7728                 PTR_TO_MAP_KEY,
7729                 PTR_TO_MAP_VALUE,
7730         },
7731 };
7732
7733 static const struct bpf_reg_types spin_lock_types = {
7734         .types = {
7735                 PTR_TO_MAP_VALUE,
7736                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC,
7737         }
7738 };
7739
7740 static const struct bpf_reg_types fullsock_types = { .types = { PTR_TO_SOCKET } };
7741 static const struct bpf_reg_types scalar_types = { .types = { SCALAR_VALUE } };
7742 static const struct bpf_reg_types context_types = { .types = { PTR_TO_CTX } };
7743 static const struct bpf_reg_types ringbuf_mem_types = { .types = { PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF } };
7744 static const struct bpf_reg_types const_map_ptr_types = { .types = { CONST_PTR_TO_MAP } };
7745 static const struct bpf_reg_types btf_ptr_types = {
7746         .types = {
7747                 PTR_TO_BTF_ID,
7748                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
7749                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU,
7750         },
7751 };
7752 static const struct bpf_reg_types percpu_btf_ptr_types = {
7753         .types = {
7754                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU,
7755                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | PTR_TRUSTED,
7756         }
7757 };
7758 static const struct bpf_reg_types func_ptr_types = { .types = { PTR_TO_FUNC } };
7759 static const struct bpf_reg_types stack_ptr_types = { .types = { PTR_TO_STACK } };
7760 static const struct bpf_reg_types const_str_ptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
7761 static const struct bpf_reg_types timer_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
7762 static const struct bpf_reg_types kptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
7763 static const struct bpf_reg_types dynptr_types = {
7764         .types = {
7765                 PTR_TO_STACK,
7766                 CONST_PTR_TO_DYNPTR,
7767         }
7768 };
7769
7770 static const struct bpf_reg_types *compatible_reg_types[__BPF_ARG_TYPE_MAX] = {
7771         [ARG_PTR_TO_MAP_KEY]            = &mem_types,
7772         [ARG_PTR_TO_MAP_VALUE]          = &mem_types,
7773         [ARG_CONST_SIZE]                = &scalar_types,
7774         [ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO]        = &scalar_types,
7775         [ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO]  = &scalar_types,
7776         [ARG_CONST_MAP_PTR]             = &const_map_ptr_types,
7777         [ARG_PTR_TO_CTX]                = &context_types,
7778         [ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON]        = &sock_types,
7779 #ifdef CONFIG_NET
7780         [ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON] = &btf_id_sock_common_types,
7781 #endif
7782         [ARG_PTR_TO_SOCKET]             = &fullsock_types,
7783         [ARG_PTR_TO_BTF_ID]             = &btf_ptr_types,
7784         [ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK]          = &spin_lock_types,
7785         [ARG_PTR_TO_MEM]                = &mem_types,
7786         [ARG_PTR_TO_RINGBUF_MEM]        = &ringbuf_mem_types,
7787         [ARG_PTR_TO_INT]                = &int_ptr_types,
7788         [ARG_PTR_TO_LONG]               = &int_ptr_types,
7789         [ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID]      = &percpu_btf_ptr_types,
7790         [ARG_PTR_TO_FUNC]               = &func_ptr_types,
7791         [ARG_PTR_TO_STACK]              = &stack_ptr_types,
7792         [ARG_PTR_TO_CONST_STR]          = &const_str_ptr_types,
7793         [ARG_PTR_TO_TIMER]              = &timer_types,
7794         [ARG_PTR_TO_KPTR]               = &kptr_types,
7795         [ARG_PTR_TO_DYNPTR]             = &dynptr_types,
7796 };
7797
7798 static int check_reg_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
7799                           enum bpf_arg_type arg_type,
7800                           const u32 *arg_btf_id,
7801                           struct bpf_call_arg_meta *meta)
7802 {
7803         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7804         enum bpf_reg_type expected, type = reg->type;
7805         const struct bpf_reg_types *compatible;
7806         int i, j;
7807
7808         compatible = compatible_reg_types[base_type(arg_type)];
7809         if (!compatible) {
7810                 verbose(env, "verifier internal error: unsupported arg type %d\n", arg_type);
7811                 return -EFAULT;
7812         }
7813
7814         /* ARG_PTR_TO_MEM + RDONLY is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + RDONLY,
7815          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM and NOT with PTR_TO_MEM + RDONLY
7816          *
7817          * Same for MAYBE_NULL:
7818          *
7819          * ARG_PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL,
7820          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM but NOT with PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL
7821          *
7822          * ARG_PTR_TO_MEM is compatible with PTR_TO_MEM that is tagged with a dynptr type.
7823          *
7824          * Therefore we fold these flags depending on the arg_type before comparison.
7825          */
7826         if (arg_type & MEM_RDONLY)
7827                 type &= ~MEM_RDONLY;
7828         if (arg_type & PTR_MAYBE_NULL)
7829                 type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
7830         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MEM)
7831                 type &= ~DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK;
7832
7833         if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg && type_is_alloc(type))
7834                 type &= ~MEM_ALLOC;
7835
7836         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(compatible->types); i++) {
7837                 expected = compatible->types[i];
7838                 if (expected == NOT_INIT)
7839                         break;
7840
7841                 if (type == expected)
7842                         goto found;
7843         }
7844
7845         verbose(env, "R%d type=%s expected=", regno, reg_type_str(env, reg->type));
7846         for (j = 0; j + 1 < i; j++)
7847                 verbose(env, "%s, ", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
7848         verbose(env, "%s\n", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
7849         return -EACCES;
7850
7851 found:
7852         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID)
7853                 return 0;
7854
7855         if (compatible == &mem_types) {
7856                 if (!(arg_type & MEM_RDONLY)) {
7857                         verbose(env,
7858                                 "%s() may write into memory pointed by R%d type=%s\n",
7859                                 func_id_name(meta->func_id),
7860                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
7861                         return -EACCES;
7862                 }
7863                 return 0;
7864         }
7865
7866         switch ((int)reg->type) {
7867         case PTR_TO_BTF_ID:
7868         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED:
7869         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU:
7870         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_MAYBE_NULL:
7871         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_MAYBE_NULL | MEM_RCU:
7872         {
7873                 /* For bpf_sk_release, it needs to match against first member
7874                  * 'struct sock_common', hence make an exception for it. This
7875                  * allows bpf_sk_release to work for multiple socket types.
7876                  */
7877                 bool strict_type_match = arg_type_is_release(arg_type) &&
7878                                          meta->func_id != BPF_FUNC_sk_release;
7879
7880                 if (type_may_be_null(reg->type) &&
7881                     (!type_may_be_null(arg_type) || arg_type_is_release(arg_type))) {
7882                         verbose(env, "Possibly NULL pointer passed to helper arg%d\n", regno);
7883                         return -EACCES;
7884                 }
7885
7886                 if (!arg_btf_id) {
7887                         if (!compatible->btf_id) {
7888                                 verbose(env, "verifier internal error: missing arg compatible BTF ID\n");
7889                                 return -EFAULT;
7890                         }
7891                         arg_btf_id = compatible->btf_id;
7892                 }
7893
7894                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
7895                         if (map_kptr_match_type(env, meta->kptr_field, reg, regno))
7896                                 return -EACCES;
7897                 } else {
7898                         if (arg_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
7899                                 verbose(env, "verifier internal error:");
7900                                 verbose(env, "R%d has non-overwritten BPF_PTR_POISON type\n",
7901                                         regno);
7902                                 return -EACCES;
7903                         }
7904
7905                         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
7906                                                   btf_vmlinux, *arg_btf_id,
7907                                                   strict_type_match)) {
7908                                 verbose(env, "R%d is of type %s but %s is expected\n",
7909                                         regno, btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id),
7910                                         btf_type_name(btf_vmlinux, *arg_btf_id));
7911                                 return -EACCES;
7912                         }
7913                 }
7914                 break;
7915         }
7916         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
7917                 if (meta->func_id != BPF_FUNC_spin_lock && meta->func_id != BPF_FUNC_spin_unlock &&
7918                     meta->func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg) {
7919                         verbose(env, "verifier internal error: unimplemented handling of MEM_ALLOC\n");
7920                         return -EFAULT;
7921                 }
7922                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
7923                         if (map_kptr_match_type(env, meta->kptr_field, reg, regno))
7924                                 return -EACCES;
7925                 }
7926                 break;
7927         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU:
7928         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | PTR_TRUSTED:
7929                 /* Handled by helper specific checks */
7930                 break;
7931         default:
7932                 verbose(env, "verifier internal error: invalid PTR_TO_BTF_ID register for type match\n");
7933                 return -EFAULT;
7934         }
7935         return 0;
7936 }
7937
7938 static struct btf_field *
7939 reg_find_field_offset(const struct bpf_reg_state *reg, s32 off, u32 fields)
7940 {
7941         struct btf_field *field;
7942         struct btf_record *rec;
7943
7944         rec = reg_btf_record(reg);
7945         if (!rec)
7946                 return NULL;
7947
7948         field = btf_record_find(rec, off, fields);
7949         if (!field)
7950                 return NULL;
7951
7952         return field;
7953 }
7954
7955 int check_func_arg_reg_off(struct bpf_verifier_env *env,
7956                            const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
7957                            enum bpf_arg_type arg_type)
7958 {
7959         u32 type = reg->type;
7960
7961         /* When referenced register is passed to release function, its fixed
7962          * offset must be 0.
7963          *
7964          * We will check arg_type_is_release reg has ref_obj_id when storing
7965          * meta->release_regno.
7966          */
7967         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
7968                 /* ARG_PTR_TO_DYNPTR with OBJ_RELEASE is a bit special, as it
7969                  * may not directly point to the object being released, but to
7970                  * dynptr pointing to such object, which might be at some offset
7971                  * on the stack. In that case, we simply to fallback to the
7972                  * default handling.
7973                  */
7974                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type) && type == PTR_TO_STACK)
7975                         return 0;
7976
7977                 /* Doing check_ptr_off_reg check for the offset will catch this
7978                  * because fixed_off_ok is false, but checking here allows us
7979                  * to give the user a better error message.
7980                  */
7981                 if (reg->off) {
7982                         verbose(env, "R%d must have zero offset when passed to release func or trusted arg to kfunc\n",
7983                                 regno);
7984                         return -EINVAL;
7985                 }
7986                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
7987         }
7988
7989         switch (type) {
7990         /* Pointer types where both fixed and variable offset is explicitly allowed: */
7991         case PTR_TO_STACK:
7992         case PTR_TO_PACKET:
7993         case PTR_TO_PACKET_META:
7994         case PTR_TO_MAP_KEY:
7995         case PTR_TO_MAP_VALUE:
7996         case PTR_TO_MEM:
7997         case PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY:
7998         case PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF:
7999         case PTR_TO_BUF:
8000         case PTR_TO_BUF | MEM_RDONLY:
8001         case SCALAR_VALUE:
8002                 return 0;
8003         /* All the rest must be rejected, except PTR_TO_BTF_ID which allows
8004          * fixed offset.
8005          */
8006         case PTR_TO_BTF_ID:
8007         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
8008         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED:
8009         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU:
8010         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | NON_OWN_REF:
8011         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | NON_OWN_REF | MEM_RCU:
8012                 /* When referenced PTR_TO_BTF_ID is passed to release function,
8013                  * its fixed offset must be 0. In the other cases, fixed offset
8014                  * can be non-zero. This was already checked above. So pass
8015                  * fixed_off_ok as true to allow fixed offset for all other
8016                  * cases. var_off always must be 0 for PTR_TO_BTF_ID, hence we
8017                  * still need to do checks instead of returning.
8018                  */
8019                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true);
8020         default:
8021                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
8022         }
8023 }
8024
8025 static struct bpf_reg_state *get_dynptr_arg_reg(struct bpf_verifier_env *env,
8026                                                 const struct bpf_func_proto *fn,
8027                                                 struct bpf_reg_state *regs)
8028 {
8029         struct bpf_reg_state *state = NULL;
8030         int i;
8031
8032         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++)
8033                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[i])) {
8034                         if (state) {
8035                                 verbose(env, "verifier internal error: multiple dynptr args\n");
8036                                 return NULL;
8037                         }
8038                         state = &regs[BPF_REG_1 + i];
8039                 }
8040
8041         if (!state)
8042                 verbose(env, "verifier internal error: no dynptr arg found\n");
8043
8044         return state;
8045 }
8046
8047 static int dynptr_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
8048 {
8049         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8050         int spi;
8051
8052         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
8053                 return reg->id;
8054         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
8055         if (spi < 0)
8056                 return spi;
8057         return state->stack[spi].spilled_ptr.id;
8058 }
8059
8060 static int dynptr_ref_obj_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
8061 {
8062         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8063         int spi;
8064
8065         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
8066                 return reg->ref_obj_id;
8067         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
8068         if (spi < 0)
8069                 return spi;
8070         return state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
8071 }
8072
8073 static enum bpf_dynptr_type dynptr_get_type(struct bpf_verifier_env *env,
8074                                             struct bpf_reg_state *reg)
8075 {
8076         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8077         int spi;
8078
8079         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
8080                 return reg->dynptr.type;
8081
8082         spi = __get_spi(reg->off);
8083         if (spi < 0) {
8084                 verbose(env, "verifier internal error: invalid spi when querying dynptr type\n");
8085                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
8086         }
8087
8088         return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type;
8089 }
8090
8091 static int check_func_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 arg,
8092                           struct bpf_call_arg_meta *meta,
8093                           const struct bpf_func_proto *fn,
8094                           int insn_idx)
8095 {
8096         u32 regno = BPF_REG_1 + arg;
8097         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
8098         enum bpf_arg_type arg_type = fn->arg_type[arg];
8099         enum bpf_reg_type type = reg->type;
8100         u32 *arg_btf_id = NULL;
8101         int err = 0;
8102
8103         if (arg_type == ARG_DONTCARE)
8104                 return 0;
8105
8106         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
8107         if (err)
8108                 return err;
8109
8110         if (arg_type == ARG_ANYTHING) {
8111                 if (is_pointer_value(env, regno)) {
8112                         verbose(env, "R%d leaks addr into helper function\n",
8113                                 regno);
8114                         return -EACCES;
8115                 }
8116                 return 0;
8117         }
8118
8119         if (type_is_pkt_pointer(type) &&
8120             !may_access_direct_pkt_data(env, meta, BPF_READ)) {
8121                 verbose(env, "helper access to the packet is not allowed\n");
8122                 return -EACCES;
8123         }
8124
8125         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
8126                 err = resolve_map_arg_type(env, meta, &arg_type);
8127                 if (err)
8128                         return err;
8129         }
8130
8131         if (register_is_null(reg) && type_may_be_null(arg_type))
8132                 /* A NULL register has a SCALAR_VALUE type, so skip
8133                  * type checking.
8134                  */
8135                 goto skip_type_check;
8136
8137         /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
8138         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_BTF_ID ||
8139             base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK)
8140                 arg_btf_id = fn->arg_btf_id[arg];
8141
8142         err = check_reg_type(env, regno, arg_type, arg_btf_id, meta);
8143         if (err)
8144                 return err;
8145
8146         err = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
8147         if (err)
8148                 return err;
8149
8150 skip_type_check:
8151         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
8152                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type)) {
8153                         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8154                         int spi;
8155
8156                         /* Only dynptr created on stack can be released, thus
8157                          * the get_spi and stack state checks for spilled_ptr
8158                          * should only be done before process_dynptr_func for
8159                          * PTR_TO_STACK.
8160                          */
8161                         if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
8162                                 spi = dynptr_get_spi(env, reg);
8163                                 if (spi < 0 || !state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id) {
8164                                         verbose(env, "arg %d is an unacquired reference\n", regno);
8165                                         return -EINVAL;
8166                                 }
8167                         } else {
8168                                 verbose(env, "cannot release unowned const bpf_dynptr\n");
8169                                 return -EINVAL;
8170                         }
8171                 } else if (!reg->ref_obj_id && !register_is_null(reg)) {
8172                         verbose(env, "R%d must be referenced when passed to release function\n",
8173                                 regno);
8174                         return -EINVAL;
8175                 }
8176                 if (meta->release_regno) {
8177                         verbose(env, "verifier internal error: more than one release argument\n");
8178                         return -EFAULT;
8179                 }
8180                 meta->release_regno = regno;
8181         }
8182
8183         if (reg->ref_obj_id) {
8184                 if (meta->ref_obj_id) {
8185                         verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
8186                                 regno, reg->ref_obj_id,
8187                                 meta->ref_obj_id);
8188                         return -EFAULT;
8189                 }
8190                 meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
8191         }
8192
8193         switch (base_type(arg_type)) {
8194         case ARG_CONST_MAP_PTR:
8195                 /* bpf_map_xxx(map_ptr) call: remember that map_ptr */
8196                 if (meta->map_ptr) {
8197                         /* Use map_uid (which is unique id of inner map) to reject:
8198                          * inner_map1 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key1)
8199                          * inner_map2 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key2)
8200                          * if (inner_map1 && inner_map2) {
8201                          *     timer = bpf_map_lookup_elem(inner_map1);
8202                          *     if (timer)
8203                          *         // mismatch would have been allowed
8204                          *         bpf_timer_init(timer, inner_map2);
8205                          * }
8206                          *
8207                          * Comparing map_ptr is enough to distinguish normal and outer maps.
8208                          */
8209                         if (meta->map_ptr != reg->map_ptr ||
8210                             meta->map_uid != reg->map_uid) {
8211                                 verbose(env,
8212                                         "timer pointer in R1 map_uid=%d doesn't match map pointer in R2 map_uid=%d\n",
8213                                         meta->map_uid, reg->map_uid);
8214                                 return -EINVAL;
8215                         }
8216                 }
8217                 meta->map_ptr = reg->map_ptr;
8218                 meta->map_uid = reg->map_uid;
8219                 break;
8220         case ARG_PTR_TO_MAP_KEY:
8221                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., key) call:
8222                  * check that [key, key + map->key_size) are within
8223                  * stack limits and initialized
8224                  */
8225                 if (!meta->map_ptr) {
8226                         /* in function declaration map_ptr must come before
8227                          * map_key, so that it's verified and known before
8228                          * we have to check map_key here. Otherwise it means
8229                          * that kernel subsystem misconfigured verifier
8230                          */
8231                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->key\n");
8232                         return -EACCES;
8233                 }
8234                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
8235                                               meta->map_ptr->key_size, false,
8236                                               NULL);
8237                 break;
8238         case ARG_PTR_TO_MAP_VALUE:
8239                 if (type_may_be_null(arg_type) && register_is_null(reg))
8240                         return 0;
8241
8242                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., value) call:
8243                  * check [value, value + map->value_size) validity
8244                  */
8245                 if (!meta->map_ptr) {
8246                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
8247                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->value\n");
8248                         return -EACCES;
8249                 }
8250                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
8251                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
8252                                               meta->map_ptr->value_size, false,
8253                                               meta);
8254                 break;
8255         case ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID:
8256                 if (!reg->btf_id) {
8257                         verbose(env, "Helper has invalid btf_id in R%d\n", regno);
8258                         return -EACCES;
8259                 }
8260                 meta->ret_btf = reg->btf;
8261                 meta->ret_btf_id = reg->btf_id;
8262                 break;
8263         case ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK:
8264                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
8265                         verbose(env, "can't spin_{lock,unlock} in rbtree cb\n");
8266                         return -EACCES;
8267                 }
8268                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_lock) {
8269                         err = process_spin_lock(env, regno, true);
8270                         if (err)
8271                                 return err;
8272                 } else if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_unlock) {
8273                         err = process_spin_lock(env, regno, false);
8274                         if (err)
8275                                 return err;
8276                 } else {
8277                         verbose(env, "verifier internal error\n");
8278                         return -EFAULT;
8279                 }
8280                 break;
8281         case ARG_PTR_TO_TIMER:
8282                 err = process_timer_func(env, regno, meta);
8283                 if (err)
8284                         return err;
8285                 break;
8286         case ARG_PTR_TO_FUNC:
8287                 meta->subprogno = reg->subprogno;
8288                 break;
8289         case ARG_PTR_TO_MEM:
8290                 /* The access to this pointer is only checked when we hit the
8291                  * next is_mem_size argument below.
8292                  */
8293                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
8294                 if (arg_type & MEM_FIXED_SIZE) {
8295                         err = check_helper_mem_access(env, regno,
8296                                                       fn->arg_size[arg], false,
8297                                                       meta);
8298                 }
8299                 break;
8300         case ARG_CONST_SIZE:
8301                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, false, meta);
8302                 break;
8303         case ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO:
8304                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, meta);
8305                 break;
8306         case ARG_PTR_TO_DYNPTR:
8307                 err = process_dynptr_func(env, regno, insn_idx, arg_type, 0);
8308                 if (err)
8309                         return err;
8310                 break;
8311         case ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO:
8312                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8313                         verbose(env, "R%d is not a known constant'\n",
8314                                 regno);
8315                         return -EACCES;
8316                 }
8317                 meta->mem_size = reg->var_off.value;
8318                 err = mark_chain_precision(env, regno);
8319                 if (err)
8320                         return err;
8321                 break;
8322         case ARG_PTR_TO_INT:
8323         case ARG_PTR_TO_LONG:
8324         {
8325                 int size = int_ptr_type_to_size(arg_type);
8326
8327                 err = check_helper_mem_access(env, regno, size, false, meta);
8328                 if (err)
8329                         return err;
8330                 err = check_ptr_alignment(env, reg, 0, size, true);
8331                 break;
8332         }
8333         case ARG_PTR_TO_CONST_STR:
8334         {
8335                 struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
8336                 int map_off;
8337                 u64 map_addr;
8338                 char *str_ptr;
8339
8340                 if (!bpf_map_is_rdonly(map)) {
8341                         verbose(env, "R%d does not point to a readonly map'\n", regno);
8342                         return -EACCES;
8343                 }
8344
8345                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8346                         verbose(env, "R%d is not a constant address'\n", regno);
8347                         return -EACCES;
8348                 }
8349
8350                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
8351                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
8352                         return -EACCES;
8353                 }
8354
8355                 err = check_map_access(env, regno, reg->off,
8356                                        map->value_size - reg->off, false,
8357                                        ACCESS_HELPER);
8358                 if (err)
8359                         return err;
8360
8361                 map_off = reg->off + reg->var_off.value;
8362                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &map_addr, map_off);
8363                 if (err) {
8364                         verbose(env, "direct value access on string failed\n");
8365                         return err;
8366                 }
8367
8368                 str_ptr = (char *)(long)(map_addr);
8369                 if (!strnchr(str_ptr + map_off, map->value_size - map_off, 0)) {
8370                         verbose(env, "string is not zero-terminated\n");
8371                         return -EINVAL;
8372                 }
8373                 break;
8374         }
8375         case ARG_PTR_TO_KPTR:
8376                 err = process_kptr_func(env, regno, meta);
8377                 if (err)
8378                         return err;
8379                 break;
8380         }
8381
8382         return err;
8383 }
8384
8385 static bool may_update_sockmap(struct bpf_verifier_env *env, int func_id)
8386 {
8387         enum bpf_attach_type eatype = env->prog->expected_attach_type;
8388         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
8389
8390         if (func_id != BPF_FUNC_map_update_elem)
8391                 return false;
8392
8393         /* It's not possible to get access to a locked struct sock in these
8394          * contexts, so updating is safe.
8395          */
8396         switch (type) {
8397         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
8398                 if (eatype == BPF_TRACE_ITER)
8399                         return true;
8400                 break;
8401         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
8402         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
8403         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
8404         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
8405         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
8406         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
8407         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
8408                 return true;
8409         default:
8410                 break;
8411         }
8412
8413         verbose(env, "cannot update sockmap in this context\n");
8414         return false;
8415 }
8416
8417 static bool allow_tail_call_in_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
8418 {
8419         return env->prog->jit_requested &&
8420                bpf_jit_supports_subprog_tailcalls();
8421 }
8422
8423 static int check_map_func_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
8424                                         struct bpf_map *map, int func_id)
8425 {
8426         if (!map)
8427                 return 0;
8428
8429         /* We need a two way check, first is from map perspective ... */
8430         switch (map->map_type) {
8431         case BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY:
8432                 if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
8433                         goto error;
8434                 break;
8435         case BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY:
8436                 if (func_id != BPF_FUNC_perf_event_read &&
8437                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_output &&
8438                     func_id != BPF_FUNC_skb_output &&
8439                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_read_value &&
8440                     func_id != BPF_FUNC_xdp_output)
8441                         goto error;
8442                 break;
8443         case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
8444                 if (func_id != BPF_FUNC_ringbuf_output &&
8445                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve &&
8446                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_query &&
8447                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr &&
8448                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr &&
8449                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr)
8450                         goto error;
8451                 break;
8452         case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
8453                 if (func_id != BPF_FUNC_user_ringbuf_drain)
8454                         goto error;
8455                 break;
8456         case BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE:
8457                 if (func_id != BPF_FUNC_get_stackid)
8458                         goto error;
8459                 break;
8460         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY:
8461                 if (func_id != BPF_FUNC_skb_under_cgroup &&
8462                     func_id != BPF_FUNC_current_task_under_cgroup)
8463                         goto error;
8464                 break;
8465         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE:
8466         case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE:
8467                 if (func_id != BPF_FUNC_get_local_storage)
8468                         goto error;
8469                 break;
8470         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP:
8471         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH:
8472                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
8473                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8474                         goto error;
8475                 break;
8476         /* Restrict bpf side of cpumap and xskmap, open when use-cases
8477          * appear.
8478          */
8479         case BPF_MAP_TYPE_CPUMAP:
8480                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
8481                         goto error;
8482                 break;
8483         case BPF_MAP_TYPE_XSKMAP:
8484                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
8485                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8486                         goto error;
8487                 break;
8488         case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
8489         case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
8490                 if (func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8491                         goto error;
8492                 break;
8493         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
8494                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_map &&
8495                     func_id != BPF_FUNC_sock_map_update &&
8496                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
8497                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_map &&
8498                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
8499                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
8500                     !may_update_sockmap(env, func_id))
8501                         goto error;
8502                 break;
8503         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
8504                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_hash &&
8505                     func_id != BPF_FUNC_sock_hash_update &&
8506                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
8507                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_hash &&
8508                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
8509                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
8510                     !may_update_sockmap(env, func_id))
8511                         goto error;
8512                 break;
8513         case BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY:
8514                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport)
8515                         goto error;
8516                 break;
8517         case BPF_MAP_TYPE_QUEUE:
8518         case BPF_MAP_TYPE_STACK:
8519                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
8520                     func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
8521                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
8522                         goto error;
8523                 break;
8524         case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
8525                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_storage_get &&
8526                     func_id != BPF_FUNC_sk_storage_delete &&
8527                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8528                         goto error;
8529                 break;
8530         case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
8531                 if (func_id != BPF_FUNC_inode_storage_get &&
8532                     func_id != BPF_FUNC_inode_storage_delete &&
8533                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8534                         goto error;
8535                 break;
8536         case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
8537                 if (func_id != BPF_FUNC_task_storage_get &&
8538                     func_id != BPF_FUNC_task_storage_delete &&
8539                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8540                         goto error;
8541                 break;
8542         case BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE:
8543                 if (func_id != BPF_FUNC_cgrp_storage_get &&
8544                     func_id != BPF_FUNC_cgrp_storage_delete &&
8545                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8546                         goto error;
8547                 break;
8548         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
8549                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
8550                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
8551                         goto error;
8552                 break;
8553         default:
8554                 break;
8555         }
8556
8557         /* ... and second from the function itself. */
8558         switch (func_id) {
8559         case BPF_FUNC_tail_call:
8560                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
8561                         goto error;
8562                 if (env->subprog_cnt > 1 && !allow_tail_call_in_subprogs(env)) {
8563                         verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
8564                         return -EINVAL;
8565                 }
8566                 break;
8567         case BPF_FUNC_perf_event_read:
8568         case BPF_FUNC_perf_event_output:
8569         case BPF_FUNC_perf_event_read_value:
8570         case BPF_FUNC_skb_output:
8571         case BPF_FUNC_xdp_output:
8572                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY)
8573                         goto error;
8574                 break;
8575         case BPF_FUNC_ringbuf_output:
8576         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve:
8577         case BPF_FUNC_ringbuf_query:
8578         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr:
8579         case BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr:
8580         case BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr:
8581                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_RINGBUF)
8582                         goto error;
8583                 break;
8584         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
8585                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF)
8586                         goto error;
8587                 break;
8588         case BPF_FUNC_get_stackid:
8589                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE)
8590                         goto error;
8591                 break;
8592         case BPF_FUNC_current_task_under_cgroup:
8593         case BPF_FUNC_skb_under_cgroup:
8594                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY)
8595                         goto error;
8596                 break;
8597         case BPF_FUNC_redirect_map:
8598                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP &&
8599                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH &&
8600                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CPUMAP &&
8601                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_XSKMAP)
8602                         goto error;
8603                 break;
8604         case BPF_FUNC_sk_redirect_map:
8605         case BPF_FUNC_msg_redirect_map:
8606         case BPF_FUNC_sock_map_update:
8607                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP)
8608                         goto error;
8609                 break;
8610         case BPF_FUNC_sk_redirect_hash:
8611         case BPF_FUNC_msg_redirect_hash:
8612         case BPF_FUNC_sock_hash_update:
8613                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
8614                         goto error;
8615                 break;
8616         case BPF_FUNC_get_local_storage:
8617                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE &&
8618                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE)
8619                         goto error;
8620                 break;
8621         case BPF_FUNC_sk_select_reuseport:
8622                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY &&
8623                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP &&
8624                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
8625                         goto error;
8626                 break;
8627         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
8628                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
8629                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK)
8630                         goto error;
8631                 break;
8632         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
8633         case BPF_FUNC_map_push_elem:
8634                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
8635                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK &&
8636                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER)
8637                         goto error;
8638                 break;
8639         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
8640                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY &&
8641                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
8642                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH)
8643                         goto error;
8644                 break;
8645         case BPF_FUNC_sk_storage_get:
8646         case BPF_FUNC_sk_storage_delete:
8647                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE)
8648                         goto error;
8649                 break;
8650         case BPF_FUNC_inode_storage_get:
8651         case BPF_FUNC_inode_storage_delete:
8652                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE)
8653                         goto error;
8654                 break;
8655         case BPF_FUNC_task_storage_get:
8656         case BPF_FUNC_task_storage_delete:
8657                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE)
8658                         goto error;
8659                 break;
8660         case BPF_FUNC_cgrp_storage_get:
8661         case BPF_FUNC_cgrp_storage_delete:
8662                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE)
8663                         goto error;
8664                 break;
8665         default:
8666                 break;
8667         }
8668
8669         return 0;
8670 error:
8671         verbose(env, "cannot pass map_type %d into func %s#%d\n",
8672                 map->map_type, func_id_name(func_id), func_id);
8673         return -EINVAL;
8674 }
8675
8676 static bool check_raw_mode_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
8677 {
8678         int count = 0;
8679
8680         if (fn->arg1_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8681                 count++;
8682         if (fn->arg2_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8683                 count++;
8684         if (fn->arg3_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8685                 count++;
8686         if (fn->arg4_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8687                 count++;
8688         if (fn->arg5_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8689                 count++;
8690
8691         /* We only support one arg being in raw mode at the moment,
8692          * which is sufficient for the helper functions we have
8693          * right now.
8694          */
8695         return count <= 1;
8696 }
8697
8698 static bool check_args_pair_invalid(const struct bpf_func_proto *fn, int arg)
8699 {
8700         bool is_fixed = fn->arg_type[arg] & MEM_FIXED_SIZE;
8701         bool has_size = fn->arg_size[arg] != 0;
8702         bool is_next_size = false;
8703
8704         if (arg + 1 < ARRAY_SIZE(fn->arg_type))
8705                 is_next_size = arg_type_is_mem_size(fn->arg_type[arg + 1]);
8706
8707         if (base_type(fn->arg_type[arg]) != ARG_PTR_TO_MEM)
8708                 return is_next_size;
8709
8710         return has_size == is_next_size || is_next_size == is_fixed;
8711 }
8712
8713 static bool check_arg_pair_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
8714 {
8715         /* bpf_xxx(..., buf, len) call will access 'len'
8716          * bytes from memory 'buf'. Both arg types need
8717          * to be paired, so make sure there's no buggy
8718          * helper function specification.
8719          */
8720         if (arg_type_is_mem_size(fn->arg1_type) ||
8721             check_args_pair_invalid(fn, 0) ||
8722             check_args_pair_invalid(fn, 1) ||
8723             check_args_pair_invalid(fn, 2) ||
8724             check_args_pair_invalid(fn, 3) ||
8725             check_args_pair_invalid(fn, 4))
8726                 return false;
8727
8728         return true;
8729 }
8730
8731 static bool check_btf_id_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
8732 {
8733         int i;
8734
8735         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fn->arg_type); i++) {
8736                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_BTF_ID)
8737                         return !!fn->arg_btf_id[i];
8738                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK)
8739                         return fn->arg_btf_id[i] == BPF_PTR_POISON;
8740                 if (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_BTF_ID && fn->arg_btf_id[i] &&
8741                     /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
8742                     (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_MEM ||
8743                      !(fn->arg_type[i] & MEM_FIXED_SIZE)))
8744                         return false;
8745         }
8746
8747         return true;
8748 }
8749
8750 static int check_func_proto(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
8751 {
8752         return check_raw_mode_ok(fn) &&
8753                check_arg_pair_ok(fn) &&
8754                check_btf_id_ok(fn) ? 0 : -EINVAL;
8755 }
8756
8757 /* Packet data might have moved, any old PTR_TO_PACKET[_META,_END]
8758  * are now invalid, so turn them into unknown SCALAR_VALUE.
8759  *
8760  * This also applies to dynptr slices belonging to skb and xdp dynptrs,
8761  * since these slices point to packet data.
8762  */
8763 static void clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env)
8764 {
8765         struct bpf_func_state *state;
8766         struct bpf_reg_state *reg;
8767
8768         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
8769                 if (reg_is_pkt_pointer_any(reg) || reg_is_dynptr_slice_pkt(reg))
8770                         mark_reg_invalid(env, reg);
8771         }));
8772 }
8773
8774 enum {
8775         AT_PKT_END = -1,
8776         BEYOND_PKT_END = -2,
8777 };
8778
8779 static void mark_pkt_end(struct bpf_verifier_state *vstate, int regn, bool range_open)
8780 {
8781         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
8782         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regn];
8783
8784         if (reg->type != PTR_TO_PACKET)
8785                 /* PTR_TO_PACKET_META is not supported yet */
8786                 return;
8787
8788         /* The 'reg' is pkt > pkt_end or pkt >= pkt_end.
8789          * How far beyond pkt_end it goes is unknown.
8790          * if (!range_open) it's the case of pkt >= pkt_end
8791          * if (range_open) it's the case of pkt > pkt_end
8792          * hence this pointer is at least 1 byte bigger than pkt_end
8793          */
8794         if (range_open)
8795                 reg->range = BEYOND_PKT_END;
8796         else
8797                 reg->range = AT_PKT_END;
8798 }
8799
8800 /* The pointer with the specified id has released its reference to kernel
8801  * resources. Identify all copies of the same pointer and clear the reference.
8802  */
8803 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env,
8804                              int ref_obj_id)
8805 {
8806         struct bpf_func_state *state;
8807         struct bpf_reg_state *reg;
8808         int err;
8809
8810         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
8811         if (err)
8812                 return err;
8813
8814         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
8815                 if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id)
8816                         mark_reg_invalid(env, reg);
8817         }));
8818
8819         return 0;
8820 }
8821
8822 static void invalidate_non_owning_refs(struct bpf_verifier_env *env)
8823 {
8824         struct bpf_func_state *unused;
8825         struct bpf_reg_state *reg;
8826
8827         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, unused, reg, ({
8828                 if (type_is_non_owning_ref(reg->type))
8829                         mark_reg_invalid(env, reg);
8830         }));
8831 }
8832
8833 static void clear_caller_saved_regs(struct bpf_verifier_env *env,
8834                                     struct bpf_reg_state *regs)
8835 {
8836         int i;
8837
8838         /* after the call registers r0 - r5 were scratched */
8839         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
8840                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
8841                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
8842         }
8843 }
8844
8845 typedef int (*set_callee_state_fn)(struct bpf_verifier_env *env,
8846                                    struct bpf_func_state *caller,
8847                                    struct bpf_func_state *callee,
8848                                    int insn_idx);
8849
8850 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
8851                             struct bpf_func_state *caller,
8852                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx);
8853
8854 static int __check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
8855                              int *insn_idx, int subprog,
8856                              set_callee_state_fn set_callee_state_cb)
8857 {
8858         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
8859         struct bpf_func_state *caller, *callee;
8860         int err;
8861
8862         if (state->curframe + 1 >= MAX_CALL_FRAMES) {
8863                 verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep\n",
8864                         state->curframe + 2);
8865                 return -E2BIG;
8866         }
8867
8868         caller = state->frame[state->curframe];
8869         if (state->frame[state->curframe + 1]) {
8870                 verbose(env, "verifier bug. Frame %d already allocated\n",
8871                         state->curframe + 1);
8872                 return -EFAULT;
8873         }
8874
8875         err = btf_check_subprog_call(env, subprog, caller->regs);
8876         if (err == -EFAULT)
8877                 return err;
8878         if (subprog_is_global(env, subprog)) {
8879                 if (err) {
8880                         verbose(env, "Caller passes invalid args into func#%d\n",
8881                                 subprog);
8882                         return err;
8883                 } else {
8884                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
8885                                 verbose(env,
8886                                         "Func#%d is global and valid. Skipping.\n",
8887                                         subprog);
8888                         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
8889
8890                         /* All global functions return a 64-bit SCALAR_VALUE */
8891                         mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
8892                         caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
8893
8894                         /* continue with next insn after call */
8895                         return 0;
8896                 }
8897         }
8898
8899         /* set_callee_state is used for direct subprog calls, but we are
8900          * interested in validating only BPF helpers that can call subprogs as
8901          * callbacks
8902          */
8903         if (set_callee_state_cb != set_callee_state) {
8904                 if (bpf_pseudo_kfunc_call(insn) &&
8905                     !is_callback_calling_kfunc(insn->imm)) {
8906                         verbose(env, "verifier bug: kfunc %s#%d not marked as callback-calling\n",
8907                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
8908                         return -EFAULT;
8909                 } else if (!bpf_pseudo_kfunc_call(insn) &&
8910                            !is_callback_calling_function(insn->imm)) { /* helper */
8911                         verbose(env, "verifier bug: helper %s#%d not marked as callback-calling\n",
8912                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
8913                         return -EFAULT;
8914                 }
8915         }
8916
8917         if (insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
8918             insn->src_reg == 0 &&
8919             insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
8920                 struct bpf_verifier_state *async_cb;
8921
8922                 /* there is no real recursion here. timer callbacks are async */
8923                 env->subprog_info[subprog].is_async_cb = true;
8924                 async_cb = push_async_cb(env, env->subprog_info[subprog].start,
8925                                          *insn_idx, subprog);
8926                 if (!async_cb)
8927                         return -EFAULT;
8928                 callee = async_cb->frame[0];
8929                 callee->async_entry_cnt = caller->async_entry_cnt + 1;
8930
8931                 /* Convert bpf_timer_set_callback() args into timer callback args */
8932                 err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
8933                 if (err)
8934                         return err;
8935
8936                 clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
8937                 mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
8938                 caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
8939                 /* continue with next insn after call */
8940                 return 0;
8941         }
8942
8943         callee = kzalloc(sizeof(*callee), GFP_KERNEL);
8944         if (!callee)
8945                 return -ENOMEM;
8946         state->frame[state->curframe + 1] = callee;
8947
8948         /* callee cannot access r0, r6 - r9 for reading and has to write
8949          * into its own stack before reading from it.
8950          * callee can read/write into caller's stack
8951          */
8952         init_func_state(env, callee,
8953                         /* remember the callsite, it will be used by bpf_exit */
8954                         *insn_idx /* callsite */,
8955                         state->curframe + 1 /* frameno within this callchain */,
8956                         subprog /* subprog number within this prog */);
8957
8958         /* Transfer references to the callee */
8959         err = copy_reference_state(callee, caller);
8960         if (err)
8961                 goto err_out;
8962
8963         err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
8964         if (err)
8965                 goto err_out;
8966
8967         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
8968
8969         /* only increment it after check_reg_arg() finished */
8970         state->curframe++;
8971
8972         /* and go analyze first insn of the callee */
8973         *insn_idx = env->subprog_info[subprog].start - 1;
8974
8975         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
8976                 verbose(env, "caller:\n");
8977                 print_verifier_state(env, caller, true);
8978                 verbose(env, "callee:\n");
8979                 print_verifier_state(env, callee, true);
8980         }
8981         return 0;
8982
8983 err_out:
8984         free_func_state(callee);
8985         state->frame[state->curframe + 1] = NULL;
8986         return err;
8987 }
8988
8989 int map_set_for_each_callback_args(struct bpf_verifier_env *env,
8990                                    struct bpf_func_state *caller,
8991                                    struct bpf_func_state *callee)
8992 {
8993         /* bpf_for_each_map_elem(struct bpf_map *map, void *callback_fn,
8994          *      void *callback_ctx, u64 flags);
8995          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
8996          *      void *callback_ctx);
8997          */
8998         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
8999
9000         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
9001         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
9002         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
9003
9004         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
9005         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
9006         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
9007
9008         /* pointer to stack or null */
9009         callee->regs[BPF_REG_4] = caller->regs[BPF_REG_3];
9010
9011         /* unused */
9012         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9013         return 0;
9014 }
9015
9016 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
9017                             struct bpf_func_state *caller,
9018                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx)
9019 {
9020         int i;
9021
9022         /* copy r1 - r5 args that callee can access.  The copy includes parent
9023          * pointers, which connects us up to the liveness chain
9024          */
9025         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
9026                 callee->regs[i] = caller->regs[i];
9027         return 0;
9028 }
9029
9030 static int check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
9031                            int *insn_idx)
9032 {
9033         int subprog, target_insn;
9034
9035         target_insn = *insn_idx + insn->imm + 1;
9036         subprog = find_subprog(env, target_insn);
9037         if (subprog < 0) {
9038                 verbose(env, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
9039                         target_insn);
9040                 return -EFAULT;
9041         }
9042
9043         return __check_func_call(env, insn, insn_idx, subprog, set_callee_state);
9044 }
9045
9046 static int set_map_elem_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9047                                        struct bpf_func_state *caller,
9048                                        struct bpf_func_state *callee,
9049                                        int insn_idx)
9050 {
9051         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
9052         struct bpf_map *map;
9053         int err;
9054
9055         if (bpf_map_ptr_poisoned(insn_aux)) {
9056                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
9057                 return -EINVAL;
9058         }
9059
9060         map = BPF_MAP_PTR(insn_aux->map_ptr_state);
9061         if (!map->ops->map_set_for_each_callback_args ||
9062             !map->ops->map_for_each_callback) {
9063                 verbose(env, "callback function not allowed for map\n");
9064                 return -ENOTSUPP;
9065         }
9066
9067         err = map->ops->map_set_for_each_callback_args(env, caller, callee);
9068         if (err)
9069                 return err;
9070
9071         callee->in_callback_fn = true;
9072         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9073         return 0;
9074 }
9075
9076 static int set_loop_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9077                                    struct bpf_func_state *caller,
9078                                    struct bpf_func_state *callee,
9079                                    int insn_idx)
9080 {
9081         /* bpf_loop(u32 nr_loops, void *callback_fn, void *callback_ctx,
9082          *          u64 flags);
9083          * callback_fn(u32 index, void *callback_ctx);
9084          */
9085         callee->regs[BPF_REG_1].type = SCALAR_VALUE;
9086         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
9087
9088         /* unused */
9089         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
9090         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9091         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9092
9093         callee->in_callback_fn = true;
9094         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9095         return 0;
9096 }
9097
9098 static int set_timer_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9099                                     struct bpf_func_state *caller,
9100                                     struct bpf_func_state *callee,
9101                                     int insn_idx)
9102 {
9103         struct bpf_map *map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
9104
9105         /* bpf_timer_set_callback(struct bpf_timer *timer, void *callback_fn);
9106          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value);
9107          */
9108         callee->regs[BPF_REG_1].type = CONST_PTR_TO_MAP;
9109         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_1]);
9110         callee->regs[BPF_REG_1].map_ptr = map_ptr;
9111
9112         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
9113         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
9114         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = map_ptr;
9115
9116         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
9117         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
9118         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = map_ptr;
9119
9120         /* unused */
9121         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9122         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9123         callee->in_async_callback_fn = true;
9124         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9125         return 0;
9126 }
9127
9128 static int set_find_vma_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9129                                        struct bpf_func_state *caller,
9130                                        struct bpf_func_state *callee,
9131                                        int insn_idx)
9132 {
9133         /* bpf_find_vma(struct task_struct *task, u64 addr,
9134          *               void *callback_fn, void *callback_ctx, u64 flags)
9135          * (callback_fn)(struct task_struct *task,
9136          *               struct vm_area_struct *vma, void *callback_ctx);
9137          */
9138         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
9139
9140         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_BTF_ID;
9141         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
9142         callee->regs[BPF_REG_2].btf =  btf_vmlinux;
9143         callee->regs[BPF_REG_2].btf_id = btf_tracing_ids[BTF_TRACING_TYPE_VMA],
9144
9145         /* pointer to stack or null */
9146         callee->regs[BPF_REG_3] = caller->regs[BPF_REG_4];
9147
9148         /* unused */
9149         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9150         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9151         callee->in_callback_fn = true;
9152         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9153         return 0;
9154 }
9155
9156 static int set_user_ringbuf_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9157                                            struct bpf_func_state *caller,
9158                                            struct bpf_func_state *callee,
9159                                            int insn_idx)
9160 {
9161         /* bpf_user_ringbuf_drain(struct bpf_map *map, void *callback_fn, void
9162          *                        callback_ctx, u64 flags);
9163          * callback_fn(const struct bpf_dynptr_t* dynptr, void *callback_ctx);
9164          */
9165         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_0]);
9166         mark_dynptr_cb_reg(env, &callee->regs[BPF_REG_1], BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL);
9167         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
9168
9169         /* unused */
9170         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
9171         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9172         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9173
9174         callee->in_callback_fn = true;
9175         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9176         return 0;
9177 }
9178
9179 static int set_rbtree_add_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9180                                          struct bpf_func_state *caller,
9181                                          struct bpf_func_state *callee,
9182                                          int insn_idx)
9183 {
9184         /* void bpf_rbtree_add_impl(struct bpf_rb_root *root, struct bpf_rb_node *node,
9185          *                     bool (less)(struct bpf_rb_node *a, const struct bpf_rb_node *b));
9186          *
9187          * 'struct bpf_rb_node *node' arg to bpf_rbtree_add_impl is the same PTR_TO_BTF_ID w/ offset
9188          * that 'less' callback args will be receiving. However, 'node' arg was release_reference'd
9189          * by this point, so look at 'root'
9190          */
9191         struct btf_field *field;
9192
9193         field = reg_find_field_offset(&caller->regs[BPF_REG_1], caller->regs[BPF_REG_1].off,
9194                                       BPF_RB_ROOT);
9195         if (!field || !field->graph_root.value_btf_id)
9196                 return -EFAULT;
9197
9198         mark_reg_graph_node(callee->regs, BPF_REG_1, &field->graph_root);
9199         ref_set_non_owning(env, &callee->regs[BPF_REG_1]);
9200         mark_reg_graph_node(callee->regs, BPF_REG_2, &field->graph_root);
9201         ref_set_non_owning(env, &callee->regs[BPF_REG_2]);
9202
9203         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
9204         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9205         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9206         callee->in_callback_fn = true;
9207         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9208         return 0;
9209 }
9210
9211 static bool is_rbtree_lock_required_kfunc(u32 btf_id);
9212
9213 /* Are we currently verifying the callback for a rbtree helper that must
9214  * be called with lock held? If so, no need to complain about unreleased
9215  * lock
9216  */
9217 static bool in_rbtree_lock_required_cb(struct bpf_verifier_env *env)
9218 {
9219         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
9220         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
9221         struct bpf_func_state *callee;
9222         int kfunc_btf_id;
9223
9224         if (!state->curframe)
9225                 return false;
9226
9227         callee = state->frame[state->curframe];
9228
9229         if (!callee->in_callback_fn)
9230                 return false;
9231
9232         kfunc_btf_id = insn[callee->callsite].imm;
9233         return is_rbtree_lock_required_kfunc(kfunc_btf_id);
9234 }
9235
9236 static int prepare_func_exit(struct bpf_verifier_env *env, int *insn_idx)
9237 {
9238         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
9239         struct bpf_func_state *caller, *callee;
9240         struct bpf_reg_state *r0;
9241         int err;
9242
9243         callee = state->frame[state->curframe];
9244         r0 = &callee->regs[BPF_REG_0];
9245         if (r0->type == PTR_TO_STACK) {
9246                 /* technically it's ok to return caller's stack pointer
9247                  * (or caller's caller's pointer) back to the caller,
9248                  * since these pointers are valid. Only current stack
9249                  * pointer will be invalid as soon as function exits,
9250                  * but let's be conservative
9251                  */
9252                 verbose(env, "cannot return stack pointer to the caller\n");
9253                 return -EINVAL;
9254         }
9255
9256         caller = state->frame[state->curframe - 1];
9257         if (callee->in_callback_fn) {
9258                 /* enforce R0 return value range [0, 1]. */
9259                 struct tnum range = callee->callback_ret_range;
9260
9261                 if (r0->type != SCALAR_VALUE) {
9262                         verbose(env, "R0 not a scalar value\n");
9263                         return -EACCES;
9264                 }
9265                 if (!tnum_in(range, r0->var_off)) {
9266                         verbose_invalid_scalar(env, r0, &range, "callback return", "R0");
9267                         return -EINVAL;
9268                 }
9269         } else {
9270                 /* return to the caller whatever r0 had in the callee */
9271                 caller->regs[BPF_REG_0] = *r0;
9272         }
9273
9274         /* callback_fn frame should have released its own additions to parent's
9275          * reference state at this point, or check_reference_leak would
9276          * complain, hence it must be the same as the caller. There is no need
9277          * to copy it back.
9278          */
9279         if (!callee->in_callback_fn) {
9280                 /* Transfer references to the caller */
9281                 err = copy_reference_state(caller, callee);
9282                 if (err)
9283                         return err;
9284         }
9285
9286         *insn_idx = callee->callsite + 1;
9287         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
9288                 verbose(env, "returning from callee:\n");
9289                 print_verifier_state(env, callee, true);
9290                 verbose(env, "to caller at %d:\n", *insn_idx);
9291                 print_verifier_state(env, caller, true);
9292         }
9293         /* clear everything in the callee */
9294         free_func_state(callee);
9295         state->frame[state->curframe--] = NULL;
9296         return 0;
9297 }
9298
9299 static void do_refine_retval_range(struct bpf_reg_state *regs, int ret_type,
9300                                    int func_id,
9301                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
9302 {
9303         struct bpf_reg_state *ret_reg = &regs[BPF_REG_0];
9304
9305         if (ret_type != RET_INTEGER)
9306                 return;
9307
9308         switch (func_id) {
9309         case BPF_FUNC_get_stack:
9310         case BPF_FUNC_get_task_stack:
9311         case BPF_FUNC_probe_read_str:
9312         case BPF_FUNC_probe_read_kernel_str:
9313         case BPF_FUNC_probe_read_user_str:
9314                 ret_reg->smax_value = meta->msize_max_value;
9315                 ret_reg->s32_max_value = meta->msize_max_value;
9316                 ret_reg->smin_value = -MAX_ERRNO;
9317                 ret_reg->s32_min_value = -MAX_ERRNO;
9318                 reg_bounds_sync(ret_reg);
9319                 break;
9320         case BPF_FUNC_get_smp_processor_id:
9321                 ret_reg->umax_value = nr_cpu_ids - 1;
9322                 ret_reg->u32_max_value = nr_cpu_ids - 1;
9323                 ret_reg->smax_value = nr_cpu_ids - 1;
9324                 ret_reg->s32_max_value = nr_cpu_ids - 1;
9325                 ret_reg->umin_value = 0;
9326                 ret_reg->u32_min_value = 0;
9327                 ret_reg->smin_value = 0;
9328                 ret_reg->s32_min_value = 0;
9329                 reg_bounds_sync(ret_reg);
9330                 break;
9331         }
9332 }
9333
9334 static int
9335 record_func_map(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
9336                 int func_id, int insn_idx)
9337 {
9338         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
9339         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
9340
9341         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call &&
9342             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
9343             func_id != BPF_FUNC_map_update_elem &&
9344             func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
9345             func_id != BPF_FUNC_map_push_elem &&
9346             func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
9347             func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
9348             func_id != BPF_FUNC_for_each_map_elem &&
9349             func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
9350             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)
9351                 return 0;
9352
9353         if (map == NULL) {
9354                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
9355                 return -EINVAL;
9356         }
9357
9358         /* In case of read-only, some additional restrictions
9359          * need to be applied in order to prevent altering the
9360          * state of the map from program side.
9361          */
9362         if ((map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
9363             (func_id == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
9364              func_id == BPF_FUNC_map_update_elem ||
9365              func_id == BPF_FUNC_map_push_elem ||
9366              func_id == BPF_FUNC_map_pop_elem)) {
9367                 verbose(env, "write into map forbidden\n");
9368                 return -EACCES;
9369         }
9370
9371         if (!BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state))
9372                 bpf_map_ptr_store(aux, meta->map_ptr,
9373                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
9374         else if (BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) != meta->map_ptr)
9375                 bpf_map_ptr_store(aux, BPF_MAP_PTR_POISON,
9376                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
9377         return 0;
9378 }
9379
9380 static int
9381 record_func_key(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
9382                 int func_id, int insn_idx)
9383 {
9384         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
9385         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg;
9386         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
9387         u64 val, max;
9388         int err;
9389
9390         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
9391                 return 0;
9392         if (!map || map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY) {
9393                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
9394                 return -EINVAL;
9395         }
9396
9397         reg = &regs[BPF_REG_3];
9398         val = reg->var_off.value;
9399         max = map->max_entries;
9400
9401         if (!(register_is_const(reg) && val < max)) {
9402                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
9403                 return 0;
9404         }
9405
9406         err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_3);
9407         if (err)
9408                 return err;
9409         if (bpf_map_key_unseen(aux))
9410                 bpf_map_key_store(aux, val);
9411         else if (!bpf_map_key_poisoned(aux) &&
9412                   bpf_map_key_immediate(aux) != val)
9413                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
9414         return 0;
9415 }
9416
9417 static int check_reference_leak(struct bpf_verifier_env *env)
9418 {
9419         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
9420         bool refs_lingering = false;
9421         int i;
9422
9423         if (state->frameno && !state->in_callback_fn)
9424                 return 0;
9425
9426         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
9427                 if (state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
9428                         continue;
9429                 verbose(env, "Unreleased reference id=%d alloc_insn=%d\n",
9430                         state->refs[i].id, state->refs[i].insn_idx);
9431                 refs_lingering = true;
9432         }
9433         return refs_lingering ? -EINVAL : 0;
9434 }
9435
9436 static int check_bpf_snprintf_call(struct bpf_verifier_env *env,
9437                                    struct bpf_reg_state *regs)
9438 {
9439         struct bpf_reg_state *fmt_reg = &regs[BPF_REG_3];
9440         struct bpf_reg_state *data_len_reg = &regs[BPF_REG_5];
9441         struct bpf_map *fmt_map = fmt_reg->map_ptr;
9442         struct bpf_bprintf_data data = {};
9443         int err, fmt_map_off, num_args;
9444         u64 fmt_addr;
9445         char *fmt;
9446
9447         /* data must be an array of u64 */
9448         if (data_len_reg->var_off.value % 8)
9449                 return -EINVAL;
9450         num_args = data_len_reg->var_off.value / 8;
9451
9452         /* fmt being ARG_PTR_TO_CONST_STR guarantees that var_off is const
9453          * and map_direct_value_addr is set.
9454          */
9455         fmt_map_off = fmt_reg->off + fmt_reg->var_off.value;
9456         err = fmt_map->ops->map_direct_value_addr(fmt_map, &fmt_addr,
9457                                                   fmt_map_off);
9458         if (err) {
9459                 verbose(env, "verifier bug\n");
9460                 return -EFAULT;
9461         }
9462         fmt = (char *)(long)fmt_addr + fmt_map_off;
9463
9464         /* We are also guaranteed that fmt+fmt_map_off is NULL terminated, we
9465          * can focus on validating the format specifiers.
9466          */
9467         err = bpf_bprintf_prepare(fmt, UINT_MAX, NULL, num_args, &data);
9468         if (err < 0)
9469                 verbose(env, "Invalid format string\n");
9470
9471         return err;
9472 }
9473
9474 static int check_get_func_ip(struct bpf_verifier_env *env)
9475 {
9476         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
9477         int func_id = BPF_FUNC_get_func_ip;
9478
9479         if (type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
9480                 if (!bpf_prog_has_trampoline(env->prog)) {
9481                         verbose(env, "func %s#%d supported only for fentry/fexit/fmod_ret programs\n",
9482                                 func_id_name(func_id), func_id);
9483                         return -ENOTSUPP;
9484                 }
9485                 return 0;
9486         } else if (type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE) {
9487                 return 0;
9488         }
9489
9490         verbose(env, "func %s#%d not supported for program type %d\n",
9491                 func_id_name(func_id), func_id, type);
9492         return -ENOTSUPP;
9493 }
9494
9495 static struct bpf_insn_aux_data *cur_aux(struct bpf_verifier_env *env)
9496 {
9497         return &env->insn_aux_data[env->insn_idx];
9498 }
9499
9500 static bool loop_flag_is_zero(struct bpf_verifier_env *env)
9501 {
9502         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
9503         struct bpf_reg_state *reg = &regs[BPF_REG_4];
9504         bool reg_is_null = register_is_null(reg);
9505
9506         if (reg_is_null)
9507                 mark_chain_precision(env, BPF_REG_4);
9508
9509         return reg_is_null;
9510 }
9511
9512 static void update_loop_inline_state(struct bpf_verifier_env *env, u32 subprogno)
9513 {
9514         struct bpf_loop_inline_state *state = &cur_aux(env)->loop_inline_state;
9515
9516         if (!state->initialized) {
9517                 state->initialized = 1;
9518                 state->fit_for_inline = loop_flag_is_zero(env);
9519                 state->callback_subprogno = subprogno;
9520                 return;
9521         }
9522
9523         if (!state->fit_for_inline)
9524                 return;
9525
9526         state->fit_for_inline = (loop_flag_is_zero(env) &&
9527                                  state->callback_subprogno == subprogno);
9528 }
9529
9530 static int check_helper_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
9531                              int *insn_idx_p)
9532 {
9533         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
9534         const struct bpf_func_proto *fn = NULL;
9535         enum bpf_return_type ret_type;
9536         enum bpf_type_flag ret_flag;
9537         struct bpf_reg_state *regs;
9538         struct bpf_call_arg_meta meta;
9539         int insn_idx = *insn_idx_p;
9540         bool changes_data;
9541         int i, err, func_id;
9542
9543         /* find function prototype */
9544         func_id = insn->imm;
9545         if (func_id < 0 || func_id >= __BPF_FUNC_MAX_ID) {
9546                 verbose(env, "invalid func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
9547                         func_id);
9548                 return -EINVAL;
9549         }
9550
9551         if (env->ops->get_func_proto)
9552                 fn = env->ops->get_func_proto(func_id, env->prog);
9553         if (!fn) {
9554                 verbose(env, "unknown func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
9555                         func_id);
9556                 return -EINVAL;
9557         }
9558
9559         /* eBPF programs must be GPL compatible to use GPL-ed functions */
9560         if (!env->prog->gpl_compatible && fn->gpl_only) {
9561                 verbose(env, "cannot call GPL-restricted function from non-GPL compatible program\n");
9562                 return -EINVAL;
9563         }
9564
9565         if (fn->allowed && !fn->allowed(env->prog)) {
9566                 verbose(env, "helper call is not allowed in probe\n");
9567                 return -EINVAL;
9568         }
9569
9570         if (!env->prog->aux->sleepable && fn->might_sleep) {
9571                 verbose(env, "helper call might sleep in a non-sleepable prog\n");
9572                 return -EINVAL;
9573         }
9574
9575         /* With LD_ABS/IND some JITs save/restore skb from r1. */
9576         changes_data = bpf_helper_changes_pkt_data(fn->func);
9577         if (changes_data && fn->arg1_type != ARG_PTR_TO_CTX) {
9578                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d: r1 != ctx\n",
9579                         func_id_name(func_id), func_id);
9580                 return -EINVAL;
9581         }
9582
9583         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
9584         meta.pkt_access = fn->pkt_access;
9585
9586         err = check_func_proto(fn, func_id);
9587         if (err) {
9588                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
9589                         func_id_name(func_id), func_id);
9590                 return err;
9591         }
9592
9593         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
9594                 if (fn->might_sleep) {
9595                         verbose(env, "sleepable helper %s#%d in rcu_read_lock region\n",
9596                                 func_id_name(func_id), func_id);
9597                         return -EINVAL;
9598                 }
9599
9600                 if (env->prog->aux->sleepable && is_storage_get_function(func_id))
9601                         env->insn_aux_data[insn_idx].storage_get_func_atomic = true;
9602         }
9603
9604         meta.func_id = func_id;
9605         /* check args */
9606         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++) {
9607                 err = check_func_arg(env, i, &meta, fn, insn_idx);
9608                 if (err)
9609                         return err;
9610         }
9611
9612         err = record_func_map(env, &meta, func_id, insn_idx);
9613         if (err)
9614                 return err;
9615
9616         err = record_func_key(env, &meta, func_id, insn_idx);
9617         if (err)
9618                 return err;
9619
9620         /* Mark slots with STACK_MISC in case of raw mode, stack offset
9621          * is inferred from register state.
9622          */
9623         for (i = 0; i < meta.access_size; i++) {
9624                 err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.regno, i, BPF_B,
9625                                        BPF_WRITE, -1, false, false);
9626                 if (err)
9627                         return err;
9628         }
9629
9630         regs = cur_regs(env);
9631
9632         if (meta.release_regno) {
9633                 err = -EINVAL;
9634                 /* This can only be set for PTR_TO_STACK, as CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot
9635                  * be released by any dynptr helper. Hence, unmark_stack_slots_dynptr
9636                  * is safe to do directly.
9637                  */
9638                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[meta.release_regno - BPF_REG_1])) {
9639                         if (regs[meta.release_regno].type == CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
9640                                 verbose(env, "verifier internal error: CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot be released\n");
9641                                 return -EFAULT;
9642                         }
9643                         err = unmark_stack_slots_dynptr(env, &regs[meta.release_regno]);
9644                 } else if (meta.ref_obj_id) {
9645                         err = release_reference(env, meta.ref_obj_id);
9646                 } else if (register_is_null(&regs[meta.release_regno])) {
9647                         /* meta.ref_obj_id can only be 0 if register that is meant to be
9648                          * released is NULL, which must be > R0.
9649                          */
9650                         err = 0;
9651                 }
9652                 if (err) {
9653                         verbose(env, "func %s#%d reference has not been acquired before\n",
9654                                 func_id_name(func_id), func_id);
9655                         return err;
9656                 }
9657         }
9658
9659         switch (func_id) {
9660         case BPF_FUNC_tail_call:
9661                 err = check_reference_leak(env);
9662                 if (err) {
9663                         verbose(env, "tail_call would lead to reference leak\n");
9664                         return err;
9665                 }
9666                 break;
9667         case BPF_FUNC_get_local_storage:
9668                 /* check that flags argument in get_local_storage(map, flags) is 0,
9669                  * this is required because get_local_storage() can't return an error.
9670                  */
9671                 if (!register_is_null(&regs[BPF_REG_2])) {
9672                         verbose(env, "get_local_storage() doesn't support non-zero flags\n");
9673                         return -EINVAL;
9674                 }
9675                 break;
9676         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
9677                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9678                                         set_map_elem_callback_state);
9679                 break;
9680         case BPF_FUNC_timer_set_callback:
9681                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9682                                         set_timer_callback_state);
9683                 break;
9684         case BPF_FUNC_find_vma:
9685                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9686                                         set_find_vma_callback_state);
9687                 break;
9688         case BPF_FUNC_snprintf:
9689                 err = check_bpf_snprintf_call(env, regs);
9690                 break;
9691         case BPF_FUNC_loop:
9692                 update_loop_inline_state(env, meta.subprogno);
9693                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9694                                         set_loop_callback_state);
9695                 break;
9696         case BPF_FUNC_dynptr_from_mem:
9697                 if (regs[BPF_REG_1].type != PTR_TO_MAP_VALUE) {
9698                         verbose(env, "Unsupported reg type %s for bpf_dynptr_from_mem data\n",
9699                                 reg_type_str(env, regs[BPF_REG_1].type));
9700                         return -EACCES;
9701                 }
9702                 break;
9703         case BPF_FUNC_set_retval:
9704                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
9705                     env->prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP) {
9706                         if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
9707                                 /* Make sure programs that attach to void
9708                                  * hooks don't try to modify return value.
9709                                  */
9710                                 verbose(env, "BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
9711                                 return -EINVAL;
9712                         }
9713                 }
9714                 break;
9715         case BPF_FUNC_dynptr_data:
9716         {
9717                 struct bpf_reg_state *reg;
9718                 int id, ref_obj_id;
9719
9720                 reg = get_dynptr_arg_reg(env, fn, regs);
9721                 if (!reg)
9722                         return -EFAULT;
9723
9724
9725                 if (meta.dynptr_id) {
9726                         verbose(env, "verifier internal error: meta.dynptr_id already set\n");
9727                         return -EFAULT;
9728                 }
9729                 if (meta.ref_obj_id) {
9730                         verbose(env, "verifier internal error: meta.ref_obj_id already set\n");
9731                         return -EFAULT;
9732                 }
9733
9734                 id = dynptr_id(env, reg);
9735                 if (id < 0) {
9736                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr id\n");
9737                         return id;
9738                 }
9739
9740                 ref_obj_id = dynptr_ref_obj_id(env, reg);
9741                 if (ref_obj_id < 0) {
9742                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr ref_obj_id\n");
9743                         return ref_obj_id;
9744                 }
9745
9746                 meta.dynptr_id = id;
9747                 meta.ref_obj_id = ref_obj_id;
9748
9749                 break;
9750         }
9751         case BPF_FUNC_dynptr_write:
9752         {
9753                 enum bpf_dynptr_type dynptr_type;
9754                 struct bpf_reg_state *reg;
9755
9756                 reg = get_dynptr_arg_reg(env, fn, regs);
9757                 if (!reg)
9758                         return -EFAULT;
9759
9760                 dynptr_type = dynptr_get_type(env, reg);
9761                 if (dynptr_type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
9762                         return -EFAULT;
9763
9764                 if (dynptr_type == BPF_DYNPTR_TYPE_SKB)
9765                         /* this will trigger clear_all_pkt_pointers(), which will
9766                          * invalidate all dynptr slices associated with the skb
9767                          */
9768                         changes_data = true;
9769
9770                 break;
9771         }
9772         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
9773                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9774                                         set_user_ringbuf_callback_state);
9775                 break;
9776         }
9777
9778         if (err)
9779                 return err;
9780
9781         /* reset caller saved regs */
9782         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
9783                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
9784                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
9785         }
9786
9787         /* helper call returns 64-bit value. */
9788         regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
9789
9790         /* update return register (already marked as written above) */
9791         ret_type = fn->ret_type;
9792         ret_flag = type_flag(ret_type);
9793
9794         switch (base_type(ret_type)) {
9795         case RET_INTEGER:
9796                 /* sets type to SCALAR_VALUE */
9797                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
9798                 break;
9799         case RET_VOID:
9800                 regs[BPF_REG_0].type = NOT_INIT;
9801                 break;
9802         case RET_PTR_TO_MAP_VALUE:
9803                 /* There is no offset yet applied, variable or fixed */
9804                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9805                 /* remember map_ptr, so that check_map_access()
9806                  * can check 'value_size' boundary of memory access
9807                  * to map element returned from bpf_map_lookup_elem()
9808                  */
9809                 if (meta.map_ptr == NULL) {
9810                         verbose(env,
9811                                 "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
9812                         return -EINVAL;
9813                 }
9814                 regs[BPF_REG_0].map_ptr = meta.map_ptr;
9815                 regs[BPF_REG_0].map_uid = meta.map_uid;
9816                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE | ret_flag;
9817                 if (!type_may_be_null(ret_type) &&
9818                     btf_record_has_field(meta.map_ptr->record, BPF_SPIN_LOCK)) {
9819                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
9820                 }
9821                 break;
9822         case RET_PTR_TO_SOCKET:
9823                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9824                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCKET | ret_flag;
9825                 break;
9826         case RET_PTR_TO_SOCK_COMMON:
9827                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9828                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCK_COMMON | ret_flag;
9829                 break;
9830         case RET_PTR_TO_TCP_SOCK:
9831                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9832                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_TCP_SOCK | ret_flag;
9833                 break;
9834         case RET_PTR_TO_MEM:
9835                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9836                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
9837                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.mem_size;
9838                 break;
9839         case RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID:
9840         {
9841                 const struct btf_type *t;
9842
9843                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9844                 t = btf_type_skip_modifiers(meta.ret_btf, meta.ret_btf_id, NULL);
9845                 if (!btf_type_is_struct(t)) {
9846                         u32 tsize;
9847                         const struct btf_type *ret;
9848                         const char *tname;
9849
9850                         /* resolve the type size of ksym. */
9851                         ret = btf_resolve_size(meta.ret_btf, t, &tsize);
9852                         if (IS_ERR(ret)) {
9853                                 tname = btf_name_by_offset(meta.ret_btf, t->name_off);
9854                                 verbose(env, "unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
9855                                         tname, PTR_ERR(ret));
9856                                 return -EINVAL;
9857                         }
9858                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
9859                         regs[BPF_REG_0].mem_size = tsize;
9860                 } else {
9861                         /* MEM_RDONLY may be carried from ret_flag, but it
9862                          * doesn't apply on PTR_TO_BTF_ID. Fold it, otherwise
9863                          * it will confuse the check of PTR_TO_BTF_ID in
9864                          * check_mem_access().
9865                          */
9866                         ret_flag &= ~MEM_RDONLY;
9867
9868                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
9869                         regs[BPF_REG_0].btf = meta.ret_btf;
9870                         regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
9871                 }
9872                 break;
9873         }
9874         case RET_PTR_TO_BTF_ID:
9875         {
9876                 struct btf *ret_btf;
9877                 int ret_btf_id;
9878
9879                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9880                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
9881                 if (func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
9882                         ret_btf = meta.kptr_field->kptr.btf;
9883                         ret_btf_id = meta.kptr_field->kptr.btf_id;
9884                         if (!btf_is_kernel(ret_btf))
9885                                 regs[BPF_REG_0].type |= MEM_ALLOC;
9886                 } else {
9887                         if (fn->ret_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
9888                                 verbose(env, "verifier internal error:");
9889                                 verbose(env, "func %s has non-overwritten BPF_PTR_POISON return type\n",
9890                                         func_id_name(func_id));
9891                                 return -EINVAL;
9892                         }
9893                         ret_btf = btf_vmlinux;
9894                         ret_btf_id = *fn->ret_btf_id;
9895                 }
9896                 if (ret_btf_id == 0) {
9897                         verbose(env, "invalid return type %u of func %s#%d\n",
9898                                 base_type(ret_type), func_id_name(func_id),
9899                                 func_id);
9900                         return -EINVAL;
9901                 }
9902                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
9903                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
9904                 break;
9905         }
9906         default:
9907                 verbose(env, "unknown return type %u of func %s#%d\n",
9908                         base_type(ret_type), func_id_name(func_id), func_id);
9909                 return -EINVAL;
9910         }
9911
9912         if (type_may_be_null(regs[BPF_REG_0].type))
9913                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
9914
9915         if (helper_multiple_ref_obj_use(func_id, meta.map_ptr)) {
9916                 verbose(env, "verifier internal error: func %s#%d sets ref_obj_id more than once\n",
9917                         func_id_name(func_id), func_id);
9918                 return -EFAULT;
9919         }
9920
9921         if (is_dynptr_ref_function(func_id))
9922                 regs[BPF_REG_0].dynptr_id = meta.dynptr_id;
9923
9924         if (is_ptr_cast_function(func_id) || is_dynptr_ref_function(func_id)) {
9925                 /* For release_reference() */
9926                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
9927         } else if (is_acquire_function(func_id, meta.map_ptr)) {
9928                 int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
9929
9930                 if (id < 0)
9931                         return id;
9932                 /* For mark_ptr_or_null_reg() */
9933                 regs[BPF_REG_0].id = id;
9934                 /* For release_reference() */
9935                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
9936         }
9937
9938         do_refine_retval_range(regs, fn->ret_type, func_id, &meta);
9939
9940         err = check_map_func_compatibility(env, meta.map_ptr, func_id);
9941         if (err)
9942                 return err;
9943
9944         if ((func_id == BPF_FUNC_get_stack ||
9945              func_id == BPF_FUNC_get_task_stack) &&
9946             !env->prog->has_callchain_buf) {
9947                 const char *err_str;
9948
9949 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
9950                 err = get_callchain_buffers(sysctl_perf_event_max_stack);
9951                 err_str = "cannot get callchain buffer for func %s#%d\n";
9952 #else
9953                 err = -ENOTSUPP;
9954                 err_str = "func %s#%d not supported without CONFIG_PERF_EVENTS\n";
9955 #endif
9956                 if (err) {
9957                         verbose(env, err_str, func_id_name(func_id), func_id);
9958                         return err;
9959                 }
9960
9961                 env->prog->has_callchain_buf = true;
9962         }
9963
9964         if (func_id == BPF_FUNC_get_stackid || func_id == BPF_FUNC_get_stack)
9965                 env->prog->call_get_stack = true;
9966
9967         if (func_id == BPF_FUNC_get_func_ip) {
9968                 if (check_get_func_ip(env))
9969                         return -ENOTSUPP;
9970                 env->prog->call_get_func_ip = true;
9971         }
9972
9973         if (changes_data)
9974                 clear_all_pkt_pointers(env);
9975         return 0;
9976 }
9977
9978 /* mark_btf_func_reg_size() is used when the reg size is determined by
9979  * the BTF func_proto's return value size and argument.
9980  */
9981 static void mark_btf_func_reg_size(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
9982                                    size_t reg_size)
9983 {
9984         struct bpf_reg_state *reg = &cur_regs(env)[regno];
9985
9986         if (regno == BPF_REG_0) {
9987                 /* Function return value */
9988                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
9989                 reg->subreg_def = reg_size == sizeof(u64) ?
9990                         DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
9991         } else {
9992                 /* Function argument */
9993                 if (reg_size == sizeof(u64)) {
9994                         mark_insn_zext(env, reg);
9995                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
9996                 } else {
9997                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ32);
9998                 }
9999         }
10000 }
10001
10002 static bool is_kfunc_acquire(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10003 {
10004         return meta->kfunc_flags & KF_ACQUIRE;
10005 }
10006
10007 static bool is_kfunc_release(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10008 {
10009         return meta->kfunc_flags & KF_RELEASE;
10010 }
10011
10012 static bool is_kfunc_trusted_args(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10013 {
10014         return (meta->kfunc_flags & KF_TRUSTED_ARGS) || is_kfunc_release(meta);
10015 }
10016
10017 static bool is_kfunc_sleepable(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10018 {
10019         return meta->kfunc_flags & KF_SLEEPABLE;
10020 }
10021
10022 static bool is_kfunc_destructive(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10023 {
10024         return meta->kfunc_flags & KF_DESTRUCTIVE;
10025 }
10026
10027 static bool is_kfunc_rcu(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10028 {
10029         return meta->kfunc_flags & KF_RCU;
10030 }
10031
10032 static bool __kfunc_param_match_suffix(const struct btf *btf,
10033                                        const struct btf_param *arg,
10034                                        const char *suffix)
10035 {
10036         int suffix_len = strlen(suffix), len;
10037         const char *param_name;
10038
10039         /* In the future, this can be ported to use BTF tagging */
10040         param_name = btf_name_by_offset(btf, arg->name_off);
10041         if (str_is_empty(param_name))
10042                 return false;
10043         len = strlen(param_name);
10044         if (len < suffix_len)
10045                 return false;
10046         param_name += len - suffix_len;
10047         return !strncmp(param_name, suffix, suffix_len);
10048 }
10049
10050 static bool is_kfunc_arg_mem_size(const struct btf *btf,
10051                                   const struct btf_param *arg,
10052                                   const struct bpf_reg_state *reg)
10053 {
10054         const struct btf_type *t;
10055
10056         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
10057         if (!btf_type_is_scalar(t) || reg->type != SCALAR_VALUE)
10058                 return false;
10059
10060         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__sz");
10061 }
10062
10063 static bool is_kfunc_arg_const_mem_size(const struct btf *btf,
10064                                         const struct btf_param *arg,
10065                                         const struct bpf_reg_state *reg)
10066 {
10067         const struct btf_type *t;
10068
10069         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
10070         if (!btf_type_is_scalar(t) || reg->type != SCALAR_VALUE)
10071                 return false;
10072
10073         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__szk");
10074 }
10075
10076 static bool is_kfunc_arg_optional(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10077 {
10078         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__opt");
10079 }
10080
10081 static bool is_kfunc_arg_constant(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10082 {
10083         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__k");
10084 }
10085
10086 static bool is_kfunc_arg_ignore(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10087 {
10088         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__ign");
10089 }
10090
10091 static bool is_kfunc_arg_alloc_obj(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10092 {
10093         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__alloc");
10094 }
10095
10096 static bool is_kfunc_arg_uninit(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10097 {
10098         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__uninit");
10099 }
10100
10101 static bool is_kfunc_arg_refcounted_kptr(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10102 {
10103         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__refcounted_kptr");
10104 }
10105
10106 static bool is_kfunc_arg_scalar_with_name(const struct btf *btf,
10107                                           const struct btf_param *arg,
10108                                           const char *name)
10109 {
10110         int len, target_len = strlen(name);
10111         const char *param_name;
10112
10113         param_name = btf_name_by_offset(btf, arg->name_off);
10114         if (str_is_empty(param_name))
10115                 return false;
10116         len = strlen(param_name);
10117         if (len != target_len)
10118                 return false;
10119         if (strcmp(param_name, name))
10120                 return false;
10121
10122         return true;
10123 }
10124
10125 enum {
10126         KF_ARG_DYNPTR_ID,
10127         KF_ARG_LIST_HEAD_ID,
10128         KF_ARG_LIST_NODE_ID,
10129         KF_ARG_RB_ROOT_ID,
10130         KF_ARG_RB_NODE_ID,
10131 };
10132
10133 BTF_ID_LIST(kf_arg_btf_ids)
10134 BTF_ID(struct, bpf_dynptr_kern)
10135 BTF_ID(struct, bpf_list_head)
10136 BTF_ID(struct, bpf_list_node)
10137 BTF_ID(struct, bpf_rb_root)
10138 BTF_ID(struct, bpf_rb_node)
10139
10140 static bool __is_kfunc_ptr_arg_type(const struct btf *btf,
10141                                     const struct btf_param *arg, int type)
10142 {
10143         const struct btf_type *t;
10144         u32 res_id;
10145
10146         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
10147         if (!t)
10148                 return false;
10149         if (!btf_type_is_ptr(t))
10150                 return false;
10151         t = btf_type_skip_modifiers(btf, t->type, &res_id);
10152         if (!t)
10153                 return false;
10154         return btf_types_are_same(btf, res_id, btf_vmlinux, kf_arg_btf_ids[type]);
10155 }
10156
10157 static bool is_kfunc_arg_dynptr(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10158 {
10159         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_DYNPTR_ID);
10160 }
10161
10162 static bool is_kfunc_arg_list_head(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10163 {
10164         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_LIST_HEAD_ID);
10165 }
10166
10167 static bool is_kfunc_arg_list_node(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10168 {
10169         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_LIST_NODE_ID);
10170 }
10171
10172 static bool is_kfunc_arg_rbtree_root(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10173 {
10174         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_RB_ROOT_ID);
10175 }
10176
10177 static bool is_kfunc_arg_rbtree_node(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10178 {
10179         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_RB_NODE_ID);
10180 }
10181
10182 static bool is_kfunc_arg_callback(struct bpf_verifier_env *env, const struct btf *btf,
10183                                   const struct btf_param *arg)
10184 {
10185         const struct btf_type *t;
10186
10187         t = btf_type_resolve_func_ptr(btf, arg->type, NULL);
10188         if (!t)
10189                 return false;
10190
10191         return true;
10192 }
10193
10194 /* Returns true if struct is composed of scalars, 4 levels of nesting allowed */
10195 static bool __btf_type_is_scalar_struct(struct bpf_verifier_env *env,
10196                                         const struct btf *btf,
10197                                         const struct btf_type *t, int rec)
10198 {
10199         const struct btf_type *member_type;
10200         const struct btf_member *member;
10201         u32 i;
10202
10203         if (!btf_type_is_struct(t))
10204                 return false;
10205
10206         for_each_member(i, t, member) {
10207                 const struct btf_array *array;
10208
10209                 member_type = btf_type_skip_modifiers(btf, member->type, NULL);
10210                 if (btf_type_is_struct(member_type)) {
10211                         if (rec >= 3) {
10212                                 verbose(env, "max struct nesting depth exceeded\n");
10213                                 return false;
10214                         }
10215                         if (!__btf_type_is_scalar_struct(env, btf, member_type, rec + 1))
10216                                 return false;
10217                         continue;
10218                 }
10219                 if (btf_type_is_array(member_type)) {
10220                         array = btf_array(member_type);
10221                         if (!array->nelems)
10222                                 return false;
10223                         member_type = btf_type_skip_modifiers(btf, array->type, NULL);
10224                         if (!btf_type_is_scalar(member_type))
10225                                 return false;
10226                         continue;
10227                 }
10228                 if (!btf_type_is_scalar(member_type))
10229                         return false;
10230         }
10231         return true;
10232 }
10233
10234 enum kfunc_ptr_arg_type {
10235         KF_ARG_PTR_TO_CTX,
10236         KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID,    /* Allocated object */
10237         KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR, /* Refcounted local kptr */
10238         KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR,
10239         KF_ARG_PTR_TO_ITER,
10240         KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD,
10241         KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE,
10242         KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID,          /* Also covers reg2btf_ids conversions */
10243         KF_ARG_PTR_TO_MEM,
10244         KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE,        /* Size derived from next argument, skip it */
10245         KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK,
10246         KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT,
10247         KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE,
10248 };
10249
10250 enum special_kfunc_type {
10251         KF_bpf_obj_new_impl,
10252         KF_bpf_obj_drop_impl,
10253         KF_bpf_refcount_acquire_impl,
10254         KF_bpf_list_push_front_impl,
10255         KF_bpf_list_push_back_impl,
10256         KF_bpf_list_pop_front,
10257         KF_bpf_list_pop_back,
10258         KF_bpf_cast_to_kern_ctx,
10259         KF_bpf_rdonly_cast,
10260         KF_bpf_rcu_read_lock,
10261         KF_bpf_rcu_read_unlock,
10262         KF_bpf_rbtree_remove,
10263         KF_bpf_rbtree_add_impl,
10264         KF_bpf_rbtree_first,
10265         KF_bpf_dynptr_from_skb,
10266         KF_bpf_dynptr_from_xdp,
10267         KF_bpf_dynptr_slice,
10268         KF_bpf_dynptr_slice_rdwr,
10269         KF_bpf_dynptr_clone,
10270 };
10271
10272 BTF_SET_START(special_kfunc_set)
10273 BTF_ID(func, bpf_obj_new_impl)
10274 BTF_ID(func, bpf_obj_drop_impl)
10275 BTF_ID(func, bpf_refcount_acquire_impl)
10276 BTF_ID(func, bpf_list_push_front_impl)
10277 BTF_ID(func, bpf_list_push_back_impl)
10278 BTF_ID(func, bpf_list_pop_front)
10279 BTF_ID(func, bpf_list_pop_back)
10280 BTF_ID(func, bpf_cast_to_kern_ctx)
10281 BTF_ID(func, bpf_rdonly_cast)
10282 BTF_ID(func, bpf_rbtree_remove)
10283 BTF_ID(func, bpf_rbtree_add_impl)
10284 BTF_ID(func, bpf_rbtree_first)
10285 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_skb)
10286 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_xdp)
10287 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice)
10288 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice_rdwr)
10289 BTF_ID(func, bpf_dynptr_clone)
10290 BTF_SET_END(special_kfunc_set)
10291
10292 BTF_ID_LIST(special_kfunc_list)
10293 BTF_ID(func, bpf_obj_new_impl)
10294 BTF_ID(func, bpf_obj_drop_impl)
10295 BTF_ID(func, bpf_refcount_acquire_impl)
10296 BTF_ID(func, bpf_list_push_front_impl)
10297 BTF_ID(func, bpf_list_push_back_impl)
10298 BTF_ID(func, bpf_list_pop_front)
10299 BTF_ID(func, bpf_list_pop_back)
10300 BTF_ID(func, bpf_cast_to_kern_ctx)
10301 BTF_ID(func, bpf_rdonly_cast)
10302 BTF_ID(func, bpf_rcu_read_lock)
10303 BTF_ID(func, bpf_rcu_read_unlock)
10304 BTF_ID(func, bpf_rbtree_remove)
10305 BTF_ID(func, bpf_rbtree_add_impl)
10306 BTF_ID(func, bpf_rbtree_first)
10307 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_skb)
10308 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_xdp)
10309 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice)
10310 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice_rdwr)
10311 BTF_ID(func, bpf_dynptr_clone)
10312
10313 static bool is_kfunc_ret_null(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10314 {
10315         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl] &&
10316             meta->arg_owning_ref) {
10317                 return false;
10318         }
10319
10320         return meta->kfunc_flags & KF_RET_NULL;
10321 }
10322
10323 static bool is_kfunc_bpf_rcu_read_lock(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10324 {
10325         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rcu_read_lock];
10326 }
10327
10328 static bool is_kfunc_bpf_rcu_read_unlock(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10329 {
10330         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rcu_read_unlock];
10331 }
10332
10333 static enum kfunc_ptr_arg_type
10334 get_kfunc_ptr_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
10335                        struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10336                        const struct btf_type *t, const struct btf_type *ref_t,
10337                        const char *ref_tname, const struct btf_param *args,
10338                        int argno, int nargs)
10339 {
10340         u32 regno = argno + 1;
10341         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
10342         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
10343         bool arg_mem_size = false;
10344
10345         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx])
10346                 return KF_ARG_PTR_TO_CTX;
10347
10348         /* In this function, we verify the kfunc's BTF as per the argument type,
10349          * leaving the rest of the verification with respect to the register
10350          * type to our caller. When a set of conditions hold in the BTF type of
10351          * arguments, we resolve it to a known kfunc_ptr_arg_type.
10352          */
10353         if (btf_get_prog_ctx_type(&env->log, meta->btf, t, resolve_prog_type(env->prog), argno))
10354                 return KF_ARG_PTR_TO_CTX;
10355
10356         if (is_kfunc_arg_alloc_obj(meta->btf, &args[argno]))
10357                 return KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID;
10358
10359         if (is_kfunc_arg_refcounted_kptr(meta->btf, &args[argno]))
10360                 return KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR;
10361
10362         if (is_kfunc_arg_dynptr(meta->btf, &args[argno]))
10363                 return KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR;
10364
10365         if (is_kfunc_arg_iter(meta, argno))
10366                 return KF_ARG_PTR_TO_ITER;
10367
10368         if (is_kfunc_arg_list_head(meta->btf, &args[argno]))
10369                 return KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD;
10370
10371         if (is_kfunc_arg_list_node(meta->btf, &args[argno]))
10372                 return KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE;
10373
10374         if (is_kfunc_arg_rbtree_root(meta->btf, &args[argno]))
10375                 return KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT;
10376
10377         if (is_kfunc_arg_rbtree_node(meta->btf, &args[argno]))
10378                 return KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE;
10379
10380         if ((base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID || reg2btf_ids[base_type(reg->type)])) {
10381                 if (!btf_type_is_struct(ref_t)) {
10382                         verbose(env, "kernel function %s args#%d pointer type %s %s is not supported\n",
10383                                 meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname);
10384                         return -EINVAL;
10385                 }
10386                 return KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID;
10387         }
10388
10389         if (is_kfunc_arg_callback(env, meta->btf, &args[argno]))
10390                 return KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK;
10391
10392
10393         if (argno + 1 < nargs &&
10394             (is_kfunc_arg_mem_size(meta->btf, &args[argno + 1], &regs[regno + 1]) ||
10395              is_kfunc_arg_const_mem_size(meta->btf, &args[argno + 1], &regs[regno + 1])))
10396                 arg_mem_size = true;
10397
10398         /* This is the catch all argument type of register types supported by
10399          * check_helper_mem_access. However, we only allow when argument type is
10400          * pointer to scalar, or struct composed (recursively) of scalars. When
10401          * arg_mem_size is true, the pointer can be void *.
10402          */
10403         if (!btf_type_is_scalar(ref_t) && !__btf_type_is_scalar_struct(env, meta->btf, ref_t, 0) &&
10404             (arg_mem_size ? !btf_type_is_void(ref_t) : 1)) {
10405                 verbose(env, "arg#%d pointer type %s %s must point to %sscalar, or struct with scalar\n",
10406                         argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname, arg_mem_size ? "void, " : "");
10407                 return -EINVAL;
10408         }
10409         return arg_mem_size ? KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE : KF_ARG_PTR_TO_MEM;
10410 }
10411
10412 static int process_kf_arg_ptr_to_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
10413                                         struct bpf_reg_state *reg,
10414                                         const struct btf_type *ref_t,
10415                                         const char *ref_tname, u32 ref_id,
10416                                         struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10417                                         int argno)
10418 {
10419         const struct btf_type *reg_ref_t;
10420         bool strict_type_match = false;
10421         const struct btf *reg_btf;
10422         const char *reg_ref_tname;
10423         u32 reg_ref_id;
10424
10425         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID) {
10426                 reg_btf = reg->btf;
10427                 reg_ref_id = reg->btf_id;
10428         } else {
10429                 reg_btf = btf_vmlinux;
10430                 reg_ref_id = *reg2btf_ids[base_type(reg->type)];
10431         }
10432
10433         /* Enforce strict type matching for calls to kfuncs that are acquiring
10434          * or releasing a reference, or are no-cast aliases. We do _not_
10435          * enforce strict matching for plain KF_TRUSTED_ARGS kfuncs by default,
10436          * as we want to enable BPF programs to pass types that are bitwise
10437          * equivalent without forcing them to explicitly cast with something
10438          * like bpf_cast_to_kern_ctx().
10439          *
10440          * For example, say we had a type like the following:
10441          *
10442          * struct bpf_cpumask {
10443          *      cpumask_t cpumask;
10444          *      refcount_t usage;
10445          * };
10446          *
10447          * Note that as specified in <linux/cpumask.h>, cpumask_t is typedef'ed
10448          * to a struct cpumask, so it would be safe to pass a struct
10449          * bpf_cpumask * to a kfunc expecting a struct cpumask *.
10450          *
10451          * The philosophy here is similar to how we allow scalars of different
10452          * types to be passed to kfuncs as long as the size is the same. The
10453          * only difference here is that we're simply allowing
10454          * btf_struct_ids_match() to walk the struct at the 0th offset, and
10455          * resolve types.
10456          */
10457         if (is_kfunc_acquire(meta) ||
10458             (is_kfunc_release(meta) && reg->ref_obj_id) ||
10459             btf_type_ids_nocast_alias(&env->log, reg_btf, reg_ref_id, meta->btf, ref_id))
10460                 strict_type_match = true;
10461
10462         WARN_ON_ONCE(is_kfunc_trusted_args(meta) && reg->off);
10463
10464         reg_ref_t = btf_type_skip_modifiers(reg_btf, reg_ref_id, &reg_ref_id);
10465         reg_ref_tname = btf_name_by_offset(reg_btf, reg_ref_t->name_off);
10466         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg_btf, reg_ref_id, reg->off, meta->btf, ref_id, strict_type_match)) {
10467                 verbose(env, "kernel function %s args#%d expected pointer to %s %s but R%d has a pointer to %s %s\n",
10468                         meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname, argno + 1,
10469                         btf_type_str(reg_ref_t), reg_ref_tname);
10470                 return -EINVAL;
10471         }
10472         return 0;
10473 }
10474
10475 static int ref_set_non_owning(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
10476 {
10477         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
10478         struct btf_record *rec = reg_btf_record(reg);
10479
10480         if (!state->active_lock.ptr) {
10481                 verbose(env, "verifier internal error: ref_set_non_owning w/o active lock\n");
10482                 return -EFAULT;
10483         }
10484
10485         if (type_flag(reg->type) & NON_OWN_REF) {
10486                 verbose(env, "verifier internal error: NON_OWN_REF already set\n");
10487                 return -EFAULT;
10488         }
10489
10490         reg->type |= NON_OWN_REF;
10491         if (rec->refcount_off >= 0)
10492                 reg->type |= MEM_RCU;
10493
10494         return 0;
10495 }
10496
10497 static int ref_convert_owning_non_owning(struct bpf_verifier_env *env, u32 ref_obj_id)
10498 {
10499         struct bpf_func_state *state, *unused;
10500         struct bpf_reg_state *reg;
10501         int i;
10502
10503         state = cur_func(env);
10504
10505         if (!ref_obj_id) {
10506                 verbose(env, "verifier internal error: ref_obj_id is zero for "
10507                              "owning -> non-owning conversion\n");
10508                 return -EFAULT;
10509         }
10510
10511         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
10512                 if (state->refs[i].id != ref_obj_id)
10513                         continue;
10514
10515                 /* Clear ref_obj_id here so release_reference doesn't clobber
10516                  * the whole reg
10517                  */
10518                 bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, unused, reg, ({
10519                         if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id) {
10520                                 reg->ref_obj_id = 0;
10521                                 ref_set_non_owning(env, reg);
10522                         }
10523                 }));
10524                 return 0;
10525         }
10526
10527         verbose(env, "verifier internal error: ref state missing for ref_obj_id\n");
10528         return -EFAULT;
10529 }
10530
10531 /* Implementation details:
10532  *
10533  * Each register points to some region of memory, which we define as an
10534  * allocation. Each allocation may embed a bpf_spin_lock which protects any
10535  * special BPF objects (bpf_list_head, bpf_rb_root, etc.) part of the same
10536  * allocation. The lock and the data it protects are colocated in the same
10537  * memory region.
10538  *
10539  * Hence, everytime a register holds a pointer value pointing to such
10540  * allocation, the verifier preserves a unique reg->id for it.
10541  *
10542  * The verifier remembers the lock 'ptr' and the lock 'id' whenever
10543  * bpf_spin_lock is called.
10544  *
10545  * To enable this, lock state in the verifier captures two values:
10546  *      active_lock.ptr = Register's type specific pointer
10547  *      active_lock.id  = A unique ID for each register pointer value
10548  *
10549  * Currently, PTR_TO_MAP_VALUE and PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC are the two
10550  * supported register types.
10551  *
10552  * The active_lock.ptr in case of map values is the reg->map_ptr, and in case of
10553  * allocated objects is the reg->btf pointer.
10554  *
10555  * The active_lock.id is non-unique for maps supporting direct_value_addr, as we
10556  * can establish the provenance of the map value statically for each distinct
10557  * lookup into such maps. They always contain a single map value hence unique
10558  * IDs for each pseudo load pessimizes the algorithm and rejects valid programs.
10559  *
10560  * So, in case of global variables, they use array maps with max_entries = 1,
10561  * hence their active_lock.ptr becomes map_ptr and id = 0 (since they all point
10562  * into the same map value as max_entries is 1, as described above).
10563  *
10564  * In case of inner map lookups, the inner map pointer has same map_ptr as the
10565  * outer map pointer (in verifier context), but each lookup into an inner map
10566  * assigns a fresh reg->id to the lookup, so while lookups into distinct inner
10567  * maps from the same outer map share the same map_ptr as active_lock.ptr, they
10568  * will get different reg->id assigned to each lookup, hence different
10569  * active_lock.id.
10570  *
10571  * In case of allocated objects, active_lock.ptr is the reg->btf, and the
10572  * reg->id is a unique ID preserved after the NULL pointer check on the pointer
10573  * returned from bpf_obj_new. Each allocation receives a new reg->id.
10574  */
10575 static int check_reg_allocation_locked(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
10576 {
10577         void *ptr;
10578         u32 id;
10579
10580         switch ((int)reg->type) {
10581         case PTR_TO_MAP_VALUE:
10582                 ptr = reg->map_ptr;
10583                 break;
10584         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
10585                 ptr = reg->btf;
10586                 break;
10587         default:
10588                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reg type for lock check\n");
10589                 return -EFAULT;
10590         }
10591         id = reg->id;
10592
10593         if (!env->cur_state->active_lock.ptr)
10594                 return -EINVAL;
10595         if (env->cur_state->active_lock.ptr != ptr ||
10596             env->cur_state->active_lock.id != id) {
10597                 verbose(env, "held lock and object are not in the same allocation\n");
10598                 return -EINVAL;
10599         }
10600         return 0;
10601 }
10602
10603 static bool is_bpf_list_api_kfunc(u32 btf_id)
10604 {
10605         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
10606                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
10607                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_front] ||
10608                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_back];
10609 }
10610
10611 static bool is_bpf_rbtree_api_kfunc(u32 btf_id)
10612 {
10613         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl] ||
10614                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
10615                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first];
10616 }
10617
10618 static bool is_bpf_graph_api_kfunc(u32 btf_id)
10619 {
10620         return is_bpf_list_api_kfunc(btf_id) || is_bpf_rbtree_api_kfunc(btf_id) ||
10621                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl];
10622 }
10623
10624 static bool is_callback_calling_kfunc(u32 btf_id)
10625 {
10626         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl];
10627 }
10628
10629 static bool is_rbtree_lock_required_kfunc(u32 btf_id)
10630 {
10631         return is_bpf_rbtree_api_kfunc(btf_id);
10632 }
10633
10634 static bool check_kfunc_is_graph_root_api(struct bpf_verifier_env *env,
10635                                           enum btf_field_type head_field_type,
10636                                           u32 kfunc_btf_id)
10637 {
10638         bool ret;
10639
10640         switch (head_field_type) {
10641         case BPF_LIST_HEAD:
10642                 ret = is_bpf_list_api_kfunc(kfunc_btf_id);
10643                 break;
10644         case BPF_RB_ROOT:
10645                 ret = is_bpf_rbtree_api_kfunc(kfunc_btf_id);
10646                 break;
10647         default:
10648                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected graph root argument type %s\n",
10649                         btf_field_type_name(head_field_type));
10650                 return false;
10651         }
10652
10653         if (!ret)
10654                 verbose(env, "verifier internal error: %s head arg for unknown kfunc\n",
10655                         btf_field_type_name(head_field_type));
10656         return ret;
10657 }
10658
10659 static bool check_kfunc_is_graph_node_api(struct bpf_verifier_env *env,
10660                                           enum btf_field_type node_field_type,
10661                                           u32 kfunc_btf_id)
10662 {
10663         bool ret;
10664
10665         switch (node_field_type) {
10666         case BPF_LIST_NODE:
10667                 ret = (kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
10668                        kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl]);
10669                 break;
10670         case BPF_RB_NODE:
10671                 ret = (kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
10672                        kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]);
10673                 break;
10674         default:
10675                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected graph node argument type %s\n",
10676                         btf_field_type_name(node_field_type));
10677                 return false;
10678         }
10679
10680         if (!ret)
10681                 verbose(env, "verifier internal error: %s node arg for unknown kfunc\n",
10682                         btf_field_type_name(node_field_type));
10683         return ret;
10684 }
10685
10686 static int
10687 __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(struct bpf_verifier_env *env,
10688                                    struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10689                                    struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10690                                    enum btf_field_type head_field_type,
10691                                    struct btf_field **head_field)
10692 {
10693         const char *head_type_name;
10694         struct btf_field *field;
10695         struct btf_record *rec;
10696         u32 head_off;
10697
10698         if (meta->btf != btf_vmlinux) {
10699                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected btf mismatch in kfunc call\n");
10700                 return -EFAULT;
10701         }
10702
10703         if (!check_kfunc_is_graph_root_api(env, head_field_type, meta->func_id))
10704                 return -EFAULT;
10705
10706         head_type_name = btf_field_type_name(head_field_type);
10707         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10708                 verbose(env,
10709                         "R%d doesn't have constant offset. %s has to be at the constant offset\n",
10710                         regno, head_type_name);
10711                 return -EINVAL;
10712         }
10713
10714         rec = reg_btf_record(reg);
10715         head_off = reg->off + reg->var_off.value;
10716         field = btf_record_find(rec, head_off, head_field_type);
10717         if (!field) {
10718                 verbose(env, "%s not found at offset=%u\n", head_type_name, head_off);
10719                 return -EINVAL;
10720         }
10721
10722         /* All functions require bpf_list_head to be protected using a bpf_spin_lock */
10723         if (check_reg_allocation_locked(env, reg)) {
10724                 verbose(env, "bpf_spin_lock at off=%d must be held for %s\n",
10725                         rec->spin_lock_off, head_type_name);
10726                 return -EINVAL;
10727         }
10728
10729         if (*head_field) {
10730                 verbose(env, "verifier internal error: repeating %s arg\n", head_type_name);
10731                 return -EFAULT;
10732         }
10733         *head_field = field;
10734         return 0;
10735 }
10736
10737 static int process_kf_arg_ptr_to_list_head(struct bpf_verifier_env *env,
10738                                            struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10739                                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10740 {
10741         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(env, reg, regno, meta, BPF_LIST_HEAD,
10742                                                           &meta->arg_list_head.field);
10743 }
10744
10745 static int process_kf_arg_ptr_to_rbtree_root(struct bpf_verifier_env *env,
10746                                              struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10747                                              struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10748 {
10749         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(env, reg, regno, meta, BPF_RB_ROOT,
10750                                                           &meta->arg_rbtree_root.field);
10751 }
10752
10753 static int
10754 __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(struct bpf_verifier_env *env,
10755                                    struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10756                                    struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10757                                    enum btf_field_type head_field_type,
10758                                    enum btf_field_type node_field_type,
10759                                    struct btf_field **node_field)
10760 {
10761         const char *node_type_name;
10762         const struct btf_type *et, *t;
10763         struct btf_field *field;
10764         u32 node_off;
10765
10766         if (meta->btf != btf_vmlinux) {
10767                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected btf mismatch in kfunc call\n");
10768                 return -EFAULT;
10769         }
10770
10771         if (!check_kfunc_is_graph_node_api(env, node_field_type, meta->func_id))
10772                 return -EFAULT;
10773
10774         node_type_name = btf_field_type_name(node_field_type);
10775         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10776                 verbose(env,
10777                         "R%d doesn't have constant offset. %s has to be at the constant offset\n",
10778                         regno, node_type_name);
10779                 return -EINVAL;
10780         }
10781
10782         node_off = reg->off + reg->var_off.value;
10783         field = reg_find_field_offset(reg, node_off, node_field_type);
10784         if (!field || field->offset != node_off) {
10785                 verbose(env, "%s not found at offset=%u\n", node_type_name, node_off);
10786                 return -EINVAL;
10787         }
10788
10789         field = *node_field;
10790
10791         et = btf_type_by_id(field->graph_root.btf, field->graph_root.value_btf_id);
10792         t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
10793         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, 0, field->graph_root.btf,
10794                                   field->graph_root.value_btf_id, true)) {
10795                 verbose(env, "operation on %s expects arg#1 %s at offset=%d "
10796                         "in struct %s, but arg is at offset=%d in struct %s\n",
10797                         btf_field_type_name(head_field_type),
10798                         btf_field_type_name(node_field_type),
10799                         field->graph_root.node_offset,
10800                         btf_name_by_offset(field->graph_root.btf, et->name_off),
10801                         node_off, btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off));
10802                 return -EINVAL;
10803         }
10804         meta->arg_btf = reg->btf;
10805         meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
10806
10807         if (node_off != field->graph_root.node_offset) {
10808                 verbose(env, "arg#1 offset=%d, but expected %s at offset=%d in struct %s\n",
10809                         node_off, btf_field_type_name(node_field_type),
10810                         field->graph_root.node_offset,
10811                         btf_name_by_offset(field->graph_root.btf, et->name_off));
10812                 return -EINVAL;
10813         }
10814
10815         return 0;
10816 }
10817
10818 static int process_kf_arg_ptr_to_list_node(struct bpf_verifier_env *env,
10819                                            struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10820                                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10821 {
10822         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(env, reg, regno, meta,
10823                                                   BPF_LIST_HEAD, BPF_LIST_NODE,
10824                                                   &meta->arg_list_head.field);
10825 }
10826
10827 static int process_kf_arg_ptr_to_rbtree_node(struct bpf_verifier_env *env,
10828                                              struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10829                                              struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10830 {
10831         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(env, reg, regno, meta,
10832                                                   BPF_RB_ROOT, BPF_RB_NODE,
10833                                                   &meta->arg_rbtree_root.field);
10834 }
10835
10836 static int check_kfunc_args(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10837                             int insn_idx)
10838 {
10839         const char *func_name = meta->func_name, *ref_tname;
10840         const struct btf *btf = meta->btf;
10841         const struct btf_param *args;
10842         struct btf_record *rec;
10843         u32 i, nargs;
10844         int ret;
10845
10846         args = (const struct btf_param *)(meta->func_proto + 1);
10847         nargs = btf_type_vlen(meta->func_proto);
10848         if (nargs > MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS) {
10849                 verbose(env, "Function %s has %d > %d args\n", func_name, nargs,
10850                         MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS);
10851                 return -EINVAL;
10852         }
10853
10854         /* Check that BTF function arguments match actual types that the
10855          * verifier sees.
10856          */
10857         for (i = 0; i < nargs; i++) {
10858                 struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[i + 1];
10859                 const struct btf_type *t, *ref_t, *resolve_ret;
10860                 enum bpf_arg_type arg_type = ARG_DONTCARE;
10861                 u32 regno = i + 1, ref_id, type_size;
10862                 bool is_ret_buf_sz = false;
10863                 int kf_arg_type;
10864
10865                 t = btf_type_skip_modifiers(btf, args[i].type, NULL);
10866
10867                 if (is_kfunc_arg_ignore(btf, &args[i]))
10868                         continue;
10869
10870                 if (btf_type_is_scalar(t)) {
10871                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
10872                                 verbose(env, "R%d is not a scalar\n", regno);
10873                                 return -EINVAL;
10874                         }
10875
10876                         if (is_kfunc_arg_constant(meta->btf, &args[i])) {
10877                                 if (meta->arg_constant.found) {
10878                                         verbose(env, "verifier internal error: only one constant argument permitted\n");
10879                                         return -EFAULT;
10880                                 }
10881                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10882                                         verbose(env, "R%d must be a known constant\n", regno);
10883                                         return -EINVAL;
10884                                 }
10885                                 ret = mark_chain_precision(env, regno);
10886                                 if (ret < 0)
10887                                         return ret;
10888                                 meta->arg_constant.found = true;
10889                                 meta->arg_constant.value = reg->var_off.value;
10890                         } else if (is_kfunc_arg_scalar_with_name(btf, &args[i], "rdonly_buf_size")) {
10891                                 meta->r0_rdonly = true;
10892                                 is_ret_buf_sz = true;
10893                         } else if (is_kfunc_arg_scalar_with_name(btf, &args[i], "rdwr_buf_size")) {
10894                                 is_ret_buf_sz = true;
10895                         }
10896
10897                         if (is_ret_buf_sz) {
10898                                 if (meta->r0_size) {
10899                                         verbose(env, "2 or more rdonly/rdwr_buf_size parameters for kfunc");
10900                                         return -EINVAL;
10901                                 }
10902
10903                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10904                                         verbose(env, "R%d is not a const\n", regno);
10905                                         return -EINVAL;
10906                                 }
10907
10908                                 meta->r0_size = reg->var_off.value;
10909                                 ret = mark_chain_precision(env, regno);
10910                                 if (ret)
10911                                         return ret;
10912                         }
10913                         continue;
10914                 }
10915
10916                 if (!btf_type_is_ptr(t)) {
10917                         verbose(env, "Unrecognized arg#%d type %s\n", i, btf_type_str(t));
10918                         return -EINVAL;
10919                 }
10920
10921                 if ((is_kfunc_trusted_args(meta) || is_kfunc_rcu(meta)) &&
10922                     (register_is_null(reg) || type_may_be_null(reg->type))) {
10923                         verbose(env, "Possibly NULL pointer passed to trusted arg%d\n", i);
10924                         return -EACCES;
10925                 }
10926
10927                 if (reg->ref_obj_id) {
10928                         if (is_kfunc_release(meta) && meta->ref_obj_id) {
10929                                 verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
10930                                         regno, reg->ref_obj_id,
10931                                         meta->ref_obj_id);
10932                                 return -EFAULT;
10933                         }
10934                         meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
10935                         if (is_kfunc_release(meta))
10936                                 meta->release_regno = regno;
10937                 }
10938
10939                 ref_t = btf_type_skip_modifiers(btf, t->type, &ref_id);
10940                 ref_tname = btf_name_by_offset(btf, ref_t->name_off);
10941
10942                 kf_arg_type = get_kfunc_ptr_arg_type(env, meta, t, ref_t, ref_tname, args, i, nargs);
10943                 if (kf_arg_type < 0)
10944                         return kf_arg_type;
10945
10946                 switch (kf_arg_type) {
10947                 case KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID:
10948                 case KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID:
10949                         if (!is_kfunc_trusted_args(meta) && !is_kfunc_rcu(meta))
10950                                 break;
10951
10952                         if (!is_trusted_reg(reg)) {
10953                                 if (!is_kfunc_rcu(meta)) {
10954                                         verbose(env, "R%d must be referenced or trusted\n", regno);
10955                                         return -EINVAL;
10956                                 }
10957                                 if (!is_rcu_reg(reg)) {
10958                                         verbose(env, "R%d must be a rcu pointer\n", regno);
10959                                         return -EINVAL;
10960                                 }
10961                         }
10962
10963                         fallthrough;
10964                 case KF_ARG_PTR_TO_CTX:
10965                         /* Trusted arguments have the same offset checks as release arguments */
10966                         arg_type |= OBJ_RELEASE;
10967                         break;
10968                 case KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR:
10969                 case KF_ARG_PTR_TO_ITER:
10970                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD:
10971                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE:
10972                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT:
10973                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE:
10974                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM:
10975                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE:
10976                 case KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK:
10977                 case KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR:
10978                         /* Trusted by default */
10979                         break;
10980                 default:
10981                         WARN_ON_ONCE(1);
10982                         return -EFAULT;
10983                 }
10984
10985                 if (is_kfunc_release(meta) && reg->ref_obj_id)
10986                         arg_type |= OBJ_RELEASE;
10987                 ret = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
10988                 if (ret < 0)
10989                         return ret;
10990
10991                 switch (kf_arg_type) {
10992                 case KF_ARG_PTR_TO_CTX:
10993                         if (reg->type != PTR_TO_CTX) {
10994                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to ctx, but got %s\n", i, btf_type_str(t));
10995                                 return -EINVAL;
10996                         }
10997
10998                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx]) {
10999                                 ret = get_kern_ctx_btf_id(&env->log, resolve_prog_type(env->prog));
11000                                 if (ret < 0)
11001                                         return -EINVAL;
11002                                 meta->ret_btf_id  = ret;
11003                         }
11004                         break;
11005                 case KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID:
11006                         if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11007                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
11008                                 return -EINVAL;
11009                         }
11010                         if (!reg->ref_obj_id) {
11011                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11012                                 return -EINVAL;
11013                         }
11014                         if (meta->btf == btf_vmlinux &&
11015                             meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl]) {
11016                                 meta->arg_btf = reg->btf;
11017                                 meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
11018                         }
11019                         break;
11020                 case KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR:
11021                 {
11022                         enum bpf_arg_type dynptr_arg_type = ARG_PTR_TO_DYNPTR;
11023                         int clone_ref_obj_id = 0;
11024
11025                         if (reg->type != PTR_TO_STACK &&
11026                             reg->type != CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
11027                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to stack or dynptr_ptr\n", i);
11028                                 return -EINVAL;
11029                         }
11030
11031                         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
11032                                 dynptr_arg_type |= MEM_RDONLY;
11033
11034                         if (is_kfunc_arg_uninit(btf, &args[i]))
11035                                 dynptr_arg_type |= MEM_UNINIT;
11036
11037                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_skb]) {
11038                                 dynptr_arg_type |= DYNPTR_TYPE_SKB;
11039                         } else if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_xdp]) {
11040                                 dynptr_arg_type |= DYNPTR_TYPE_XDP;
11041                         } else if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_clone] &&
11042                                    (dynptr_arg_type & MEM_UNINIT)) {
11043                                 enum bpf_dynptr_type parent_type = meta->initialized_dynptr.type;
11044
11045                                 if (parent_type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID) {
11046                                         verbose(env, "verifier internal error: no dynptr type for parent of clone\n");
11047                                         return -EFAULT;
11048                                 }
11049
11050                                 dynptr_arg_type |= (unsigned int)get_dynptr_type_flag(parent_type);
11051                                 clone_ref_obj_id = meta->initialized_dynptr.ref_obj_id;
11052                                 if (dynptr_type_refcounted(parent_type) && !clone_ref_obj_id) {
11053                                         verbose(env, "verifier internal error: missing ref obj id for parent of clone\n");
11054                                         return -EFAULT;
11055                                 }
11056                         }
11057
11058                         ret = process_dynptr_func(env, regno, insn_idx, dynptr_arg_type, clone_ref_obj_id);
11059                         if (ret < 0)
11060                                 return ret;
11061
11062                         if (!(dynptr_arg_type & MEM_UNINIT)) {
11063                                 int id = dynptr_id(env, reg);
11064
11065                                 if (id < 0) {
11066                                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr id\n");
11067                                         return id;
11068                                 }
11069                                 meta->initialized_dynptr.id = id;
11070                                 meta->initialized_dynptr.type = dynptr_get_type(env, reg);
11071                                 meta->initialized_dynptr.ref_obj_id = dynptr_ref_obj_id(env, reg);
11072                         }
11073
11074                         break;
11075                 }
11076                 case KF_ARG_PTR_TO_ITER:
11077                         ret = process_iter_arg(env, regno, insn_idx, meta);
11078                         if (ret < 0)
11079                                 return ret;
11080                         break;
11081                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD:
11082                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
11083                             reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11084                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to map value or allocated object\n", i);
11085                                 return -EINVAL;
11086                         }
11087                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC) && !reg->ref_obj_id) {
11088                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11089                                 return -EINVAL;
11090                         }
11091                         ret = process_kf_arg_ptr_to_list_head(env, reg, regno, meta);
11092                         if (ret < 0)
11093                                 return ret;
11094                         break;
11095                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT:
11096                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
11097                             reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11098                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to map value or allocated object\n", i);
11099                                 return -EINVAL;
11100                         }
11101                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC) && !reg->ref_obj_id) {
11102                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11103                                 return -EINVAL;
11104                         }
11105                         ret = process_kf_arg_ptr_to_rbtree_root(env, reg, regno, meta);
11106                         if (ret < 0)
11107                                 return ret;
11108                         break;
11109                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE:
11110                         if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11111                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
11112                                 return -EINVAL;
11113                         }
11114                         if (!reg->ref_obj_id) {
11115                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11116                                 return -EINVAL;
11117                         }
11118                         ret = process_kf_arg_ptr_to_list_node(env, reg, regno, meta);
11119                         if (ret < 0)
11120                                 return ret;
11121                         break;
11122                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE:
11123                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove]) {
11124                                 if (!type_is_non_owning_ref(reg->type) || reg->ref_obj_id) {
11125                                         verbose(env, "rbtree_remove node input must be non-owning ref\n");
11126                                         return -EINVAL;
11127                                 }
11128                                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
11129                                         verbose(env, "rbtree_remove not allowed in rbtree cb\n");
11130                                         return -EINVAL;
11131                                 }
11132                         } else {
11133                                 if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11134                                         verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
11135                                         return -EINVAL;
11136                                 }
11137                                 if (!reg->ref_obj_id) {
11138                                         verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11139                                         return -EINVAL;
11140                                 }
11141                         }
11142
11143                         ret = process_kf_arg_ptr_to_rbtree_node(env, reg, regno, meta);
11144                         if (ret < 0)
11145                                 return ret;
11146                         break;
11147                 case KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID:
11148                         /* Only base_type is checked, further checks are done here */
11149                         if ((base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID ||
11150                              (bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type) && !is_rcu_reg(reg))) &&
11151                             !reg2btf_ids[base_type(reg->type)]) {
11152                                 verbose(env, "arg#%d is %s ", i, reg_type_str(env, reg->type));
11153                                 verbose(env, "expected %s or socket\n",
11154                                         reg_type_str(env, base_type(reg->type) |
11155                                                           (type_flag(reg->type) & BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS)));
11156                                 return -EINVAL;
11157                         }
11158                         ret = process_kf_arg_ptr_to_btf_id(env, reg, ref_t, ref_tname, ref_id, meta, i);
11159                         if (ret < 0)
11160                                 return ret;
11161                         break;
11162                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM:
11163                         resolve_ret = btf_resolve_size(btf, ref_t, &type_size);
11164                         if (IS_ERR(resolve_ret)) {
11165                                 verbose(env, "arg#%d reference type('%s %s') size cannot be determined: %ld\n",
11166                                         i, btf_type_str(ref_t), ref_tname, PTR_ERR(resolve_ret));
11167                                 return -EINVAL;
11168                         }
11169                         ret = check_mem_reg(env, reg, regno, type_size);
11170                         if (ret < 0)
11171                                 return ret;
11172                         break;
11173                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE:
11174                 {
11175                         struct bpf_reg_state *buff_reg = &regs[regno];
11176                         const struct btf_param *buff_arg = &args[i];
11177                         struct bpf_reg_state *size_reg = &regs[regno + 1];
11178                         const struct btf_param *size_arg = &args[i + 1];
11179
11180                         if (!register_is_null(buff_reg) || !is_kfunc_arg_optional(meta->btf, buff_arg)) {
11181                                 ret = check_kfunc_mem_size_reg(env, size_reg, regno + 1);
11182                                 if (ret < 0) {
11183                                         verbose(env, "arg#%d arg#%d memory, len pair leads to invalid memory access\n", i, i + 1);
11184                                         return ret;
11185                                 }
11186                         }
11187
11188                         if (is_kfunc_arg_const_mem_size(meta->btf, size_arg, size_reg)) {
11189                                 if (meta->arg_constant.found) {
11190                                         verbose(env, "verifier internal error: only one constant argument permitted\n");
11191                                         return -EFAULT;
11192                                 }
11193                                 if (!tnum_is_const(size_reg->var_off)) {
11194                                         verbose(env, "R%d must be a known constant\n", regno + 1);
11195                                         return -EINVAL;
11196                                 }
11197                                 meta->arg_constant.found = true;
11198                                 meta->arg_constant.value = size_reg->var_off.value;
11199                         }
11200
11201                         /* Skip next '__sz' or '__szk' argument */
11202                         i++;
11203                         break;
11204                 }
11205                 case KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK:
11206                         if (reg->type != PTR_TO_FUNC) {
11207                                 verbose(env, "arg%d expected pointer to func\n", i);
11208                                 return -EINVAL;
11209                         }
11210                         meta->subprogno = reg->subprogno;
11211                         break;
11212                 case KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR:
11213                         if (!type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
11214                                 verbose(env, "arg#%d is neither owning or non-owning ref\n", i);
11215                                 return -EINVAL;
11216                         }
11217                         if (!type_is_non_owning_ref(reg->type))
11218                                 meta->arg_owning_ref = true;
11219
11220                         rec = reg_btf_record(reg);
11221                         if (!rec) {
11222                                 verbose(env, "verifier internal error: Couldn't find btf_record\n");
11223                                 return -EFAULT;
11224                         }
11225
11226                         if (rec->refcount_off < 0) {
11227                                 verbose(env, "arg#%d doesn't point to a type with bpf_refcount field\n", i);
11228                                 return -EINVAL;
11229                         }
11230
11231                         meta->arg_btf = reg->btf;
11232                         meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
11233                         break;
11234                 }
11235         }
11236
11237         if (is_kfunc_release(meta) && !meta->release_regno) {
11238                 verbose(env, "release kernel function %s expects refcounted PTR_TO_BTF_ID\n",
11239                         func_name);
11240                 return -EINVAL;
11241         }
11242
11243         return 0;
11244 }
11245
11246 static int fetch_kfunc_meta(struct bpf_verifier_env *env,
11247                             struct bpf_insn *insn,
11248                             struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
11249                             const char **kfunc_name)
11250 {
11251         const struct btf_type *func, *func_proto;
11252         u32 func_id, *kfunc_flags;
11253         const char *func_name;
11254         struct btf *desc_btf;
11255
11256         if (kfunc_name)
11257                 *kfunc_name = NULL;
11258
11259         if (!insn->imm)
11260                 return -EINVAL;
11261
11262         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, insn->off);
11263         if (IS_ERR(desc_btf))
11264                 return PTR_ERR(desc_btf);
11265
11266         func_id = insn->imm;
11267         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
11268         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
11269         if (kfunc_name)
11270                 *kfunc_name = func_name;
11271         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
11272
11273         kfunc_flags = btf_kfunc_id_set_contains(desc_btf, func_id, env->prog);
11274         if (!kfunc_flags) {
11275                 return -EACCES;
11276         }
11277
11278         memset(meta, 0, sizeof(*meta));
11279         meta->btf = desc_btf;
11280         meta->func_id = func_id;
11281         meta->kfunc_flags = *kfunc_flags;
11282         meta->func_proto = func_proto;
11283         meta->func_name = func_name;
11284
11285         return 0;
11286 }
11287
11288 static int check_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
11289                             int *insn_idx_p)
11290 {
11291         const struct btf_type *t, *ptr_type;
11292         u32 i, nargs, ptr_type_id, release_ref_obj_id;
11293         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
11294         const char *func_name, *ptr_type_name;
11295         bool sleepable, rcu_lock, rcu_unlock;
11296         struct bpf_kfunc_call_arg_meta meta;
11297         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux;
11298         int err, insn_idx = *insn_idx_p;
11299         const struct btf_param *args;
11300         const struct btf_type *ret_t;
11301         struct btf *desc_btf;
11302
11303         /* skip for now, but return error when we find this in fixup_kfunc_call */
11304         if (!insn->imm)
11305                 return 0;
11306
11307         err = fetch_kfunc_meta(env, insn, &meta, &func_name);
11308         if (err == -EACCES && func_name)
11309                 verbose(env, "calling kernel function %s is not allowed\n", func_name);
11310         if (err)
11311                 return err;
11312         desc_btf = meta.btf;
11313         insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
11314
11315         insn_aux->is_iter_next = is_iter_next_kfunc(&meta);
11316
11317         if (is_kfunc_destructive(&meta) && !capable(CAP_SYS_BOOT)) {
11318                 verbose(env, "destructive kfunc calls require CAP_SYS_BOOT capability\n");
11319                 return -EACCES;
11320         }
11321
11322         sleepable = is_kfunc_sleepable(&meta);
11323         if (sleepable && !env->prog->aux->sleepable) {
11324                 verbose(env, "program must be sleepable to call sleepable kfunc %s\n", func_name);
11325                 return -EACCES;
11326         }
11327
11328         rcu_lock = is_kfunc_bpf_rcu_read_lock(&meta);
11329         rcu_unlock = is_kfunc_bpf_rcu_read_unlock(&meta);
11330
11331         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
11332                 struct bpf_func_state *state;
11333                 struct bpf_reg_state *reg;
11334
11335                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env) && (rcu_lock || rcu_unlock)) {
11336                         verbose(env, "Calling bpf_rcu_read_{lock,unlock} in unnecessary rbtree callback\n");
11337                         return -EACCES;
11338                 }
11339
11340                 if (rcu_lock) {
11341                         verbose(env, "nested rcu read lock (kernel function %s)\n", func_name);
11342                         return -EINVAL;
11343                 } else if (rcu_unlock) {
11344                         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
11345                                 if (reg->type & MEM_RCU) {
11346                                         reg->type &= ~(MEM_RCU | PTR_MAYBE_NULL);
11347                                         reg->type |= PTR_UNTRUSTED;
11348                                 }
11349                         }));
11350                         env->cur_state->active_rcu_lock = false;
11351                 } else if (sleepable) {
11352                         verbose(env, "kernel func %s is sleepable within rcu_read_lock region\n", func_name);
11353                         return -EACCES;
11354                 }
11355         } else if (rcu_lock) {
11356                 env->cur_state->active_rcu_lock = true;
11357         } else if (rcu_unlock) {
11358                 verbose(env, "unmatched rcu read unlock (kernel function %s)\n", func_name);
11359                 return -EINVAL;
11360         }
11361
11362         /* Check the arguments */
11363         err = check_kfunc_args(env, &meta, insn_idx);
11364         if (err < 0)
11365                 return err;
11366         /* In case of release function, we get register number of refcounted
11367          * PTR_TO_BTF_ID in bpf_kfunc_arg_meta, do the release now.
11368          */
11369         if (meta.release_regno) {
11370                 err = release_reference(env, regs[meta.release_regno].ref_obj_id);
11371                 if (err) {
11372                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
11373                                 func_name, meta.func_id);
11374                         return err;
11375                 }
11376         }
11377
11378         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
11379             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
11380             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
11381                 release_ref_obj_id = regs[BPF_REG_2].ref_obj_id;
11382                 insn_aux->insert_off = regs[BPF_REG_2].off;
11383                 insn_aux->kptr_struct_meta = btf_find_struct_meta(meta.arg_btf, meta.arg_btf_id);
11384                 err = ref_convert_owning_non_owning(env, release_ref_obj_id);
11385                 if (err) {
11386                         verbose(env, "kfunc %s#%d conversion of owning ref to non-owning failed\n",
11387                                 func_name, meta.func_id);
11388                         return err;
11389                 }
11390
11391                 err = release_reference(env, release_ref_obj_id);
11392                 if (err) {
11393                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
11394                                 func_name, meta.func_id);
11395                         return err;
11396                 }
11397         }
11398
11399         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
11400                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
11401                                         set_rbtree_add_callback_state);
11402                 if (err) {
11403                         verbose(env, "kfunc %s#%d failed callback verification\n",
11404                                 func_name, meta.func_id);
11405                         return err;
11406                 }
11407         }
11408
11409         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++)
11410                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
11411
11412         /* Check return type */
11413         t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, meta.func_proto->type, NULL);
11414
11415         if (is_kfunc_acquire(&meta) && !btf_type_is_struct_ptr(meta.btf, t)) {
11416                 /* Only exception is bpf_obj_new_impl */
11417                 if (meta.btf != btf_vmlinux ||
11418                     (meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl] &&
11419                      meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl])) {
11420                         verbose(env, "acquire kernel function does not return PTR_TO_BTF_ID\n");
11421                         return -EINVAL;
11422                 }
11423         }
11424
11425         if (btf_type_is_scalar(t)) {
11426                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
11427                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, t->size);
11428         } else if (btf_type_is_ptr(t)) {
11429                 ptr_type = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, t->type, &ptr_type_id);
11430
11431                 if (meta.btf == btf_vmlinux && btf_id_set_contains(&special_kfunc_set, meta.func_id)) {
11432                         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl]) {
11433                                 struct btf *ret_btf;
11434                                 u32 ret_btf_id;
11435
11436                                 if (unlikely(!bpf_global_ma_set))
11437                                         return -ENOMEM;
11438
11439                                 if (((u64)(u32)meta.arg_constant.value) != meta.arg_constant.value) {
11440                                         verbose(env, "local type ID argument must be in range [0, U32_MAX]\n");
11441                                         return -EINVAL;
11442                                 }
11443
11444                                 ret_btf = env->prog->aux->btf;
11445                                 ret_btf_id = meta.arg_constant.value;
11446
11447                                 /* This may be NULL due to user not supplying a BTF */
11448                                 if (!ret_btf) {
11449                                         verbose(env, "bpf_obj_new requires prog BTF\n");
11450                                         return -EINVAL;
11451                                 }
11452
11453                                 ret_t = btf_type_by_id(ret_btf, ret_btf_id);
11454                                 if (!ret_t || !__btf_type_is_struct(ret_t)) {
11455                                         verbose(env, "bpf_obj_new type ID argument must be of a struct\n");
11456                                         return -EINVAL;
11457                                 }
11458
11459                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11460                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
11461                                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
11462                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
11463
11464                                 insn_aux->obj_new_size = ret_t->size;
11465                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
11466                                         btf_find_struct_meta(ret_btf, ret_btf_id);
11467                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl]) {
11468                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11469                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
11470                                 regs[BPF_REG_0].btf = meta.arg_btf;
11471                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.arg_btf_id;
11472
11473                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
11474                                         btf_find_struct_meta(meta.arg_btf,
11475                                                              meta.arg_btf_id);
11476                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_front] ||
11477                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_back]) {
11478                                 struct btf_field *field = meta.arg_list_head.field;
11479
11480                                 mark_reg_graph_node(regs, BPF_REG_0, &field->graph_root);
11481                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
11482                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first]) {
11483                                 struct btf_field *field = meta.arg_rbtree_root.field;
11484
11485                                 mark_reg_graph_node(regs, BPF_REG_0, &field->graph_root);
11486                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx]) {
11487                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11488                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED;
11489                                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
11490                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
11491                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rdonly_cast]) {
11492                                 ret_t = btf_type_by_id(desc_btf, meta.arg_constant.value);
11493                                 if (!ret_t || !btf_type_is_struct(ret_t)) {
11494                                         verbose(env,
11495                                                 "kfunc bpf_rdonly_cast type ID argument must be of a struct\n");
11496                                         return -EINVAL;
11497                                 }
11498
11499                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11500                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED;
11501                                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
11502                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.arg_constant.value;
11503                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice] ||
11504                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice_rdwr]) {
11505                                 enum bpf_type_flag type_flag = get_dynptr_type_flag(meta.initialized_dynptr.type);
11506
11507                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11508
11509                                 if (!meta.arg_constant.found) {
11510                                         verbose(env, "verifier internal error: bpf_dynptr_slice(_rdwr) no constant size\n");
11511                                         return -EFAULT;
11512                                 }
11513
11514                                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.arg_constant.value;
11515
11516                                 /* PTR_MAYBE_NULL will be added when is_kfunc_ret_null is checked */
11517                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | type_flag;
11518
11519                                 if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice]) {
11520                                         regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RDONLY;
11521                                 } else {
11522                                         /* this will set env->seen_direct_write to true */
11523                                         if (!may_access_direct_pkt_data(env, NULL, BPF_WRITE)) {
11524                                                 verbose(env, "the prog does not allow writes to packet data\n");
11525                                                 return -EINVAL;
11526                                         }
11527                                 }
11528
11529                                 if (!meta.initialized_dynptr.id) {
11530                                         verbose(env, "verifier internal error: no dynptr id\n");
11531                                         return -EFAULT;
11532                                 }
11533                                 regs[BPF_REG_0].dynptr_id = meta.initialized_dynptr.id;
11534
11535                                 /* we don't need to set BPF_REG_0's ref obj id
11536                                  * because packet slices are not refcounted (see
11537                                  * dynptr_type_refcounted)
11538                                  */
11539                         } else {
11540                                 verbose(env, "kernel function %s unhandled dynamic return type\n",
11541                                         meta.func_name);
11542                                 return -EFAULT;
11543                         }
11544                 } else if (!__btf_type_is_struct(ptr_type)) {
11545                         if (!meta.r0_size) {
11546                                 __u32 sz;
11547
11548                                 if (!IS_ERR(btf_resolve_size(desc_btf, ptr_type, &sz))) {
11549                                         meta.r0_size = sz;
11550                                         meta.r0_rdonly = true;
11551                                 }
11552                         }
11553                         if (!meta.r0_size) {
11554                                 ptr_type_name = btf_name_by_offset(desc_btf,
11555                                                                    ptr_type->name_off);
11556                                 verbose(env,
11557                                         "kernel function %s returns pointer type %s %s is not supported\n",
11558                                         func_name,
11559                                         btf_type_str(ptr_type),
11560                                         ptr_type_name);
11561                                 return -EINVAL;
11562                         }
11563
11564                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11565                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM;
11566                         regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.r0_size;
11567
11568                         if (meta.r0_rdonly)
11569                                 regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RDONLY;
11570
11571                         /* Ensures we don't access the memory after a release_reference() */
11572                         if (meta.ref_obj_id)
11573                                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
11574                 } else {
11575                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11576                         regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
11577                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID;
11578                         regs[BPF_REG_0].btf_id = ptr_type_id;
11579                 }
11580
11581                 if (is_kfunc_ret_null(&meta)) {
11582                         regs[BPF_REG_0].type |= PTR_MAYBE_NULL;
11583                         /* For mark_ptr_or_null_reg, see 93c230e3f5bd6 */
11584                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
11585                 }
11586                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, sizeof(void *));
11587                 if (is_kfunc_acquire(&meta)) {
11588                         int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
11589
11590                         if (id < 0)
11591                                 return id;
11592                         if (is_kfunc_ret_null(&meta))
11593                                 regs[BPF_REG_0].id = id;
11594                         regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
11595                 } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first]) {
11596                         ref_set_non_owning(env, &regs[BPF_REG_0]);
11597                 }
11598
11599                 if (reg_may_point_to_spin_lock(&regs[BPF_REG_0]) && !regs[BPF_REG_0].id)
11600                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
11601         } else if (btf_type_is_void(t)) {
11602                 if (meta.btf == btf_vmlinux && btf_id_set_contains(&special_kfunc_set, meta.func_id)) {
11603                         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl]) {
11604                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
11605                                         btf_find_struct_meta(meta.arg_btf,
11606                                                              meta.arg_btf_id);
11607                         }
11608                 }
11609         }
11610
11611         nargs = btf_type_vlen(meta.func_proto);
11612         args = (const struct btf_param *)(meta.func_proto + 1);
11613         for (i = 0; i < nargs; i++) {
11614                 u32 regno = i + 1;
11615
11616                 t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, args[i].type, NULL);
11617                 if (btf_type_is_ptr(t))
11618                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, sizeof(void *));
11619                 else
11620                         /* scalar. ensured by btf_check_kfunc_arg_match() */
11621                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, t->size);
11622         }
11623
11624         if (is_iter_next_kfunc(&meta)) {
11625                 err = process_iter_next_call(env, insn_idx, &meta);
11626                 if (err)
11627                         return err;
11628         }
11629
11630         return 0;
11631 }
11632
11633 static bool signed_add_overflows(s64 a, s64 b)
11634 {
11635         /* Do the add in u64, where overflow is well-defined */
11636         s64 res = (s64)((u64)a + (u64)b);
11637
11638         if (b < 0)
11639                 return res > a;
11640         return res < a;
11641 }
11642
11643 static bool signed_add32_overflows(s32 a, s32 b)
11644 {
11645         /* Do the add in u32, where overflow is well-defined */
11646         s32 res = (s32)((u32)a + (u32)b);
11647
11648         if (b < 0)
11649                 return res > a;
11650         return res < a;
11651 }
11652
11653 static bool signed_sub_overflows(s64 a, s64 b)
11654 {
11655         /* Do the sub in u64, where overflow is well-defined */
11656         s64 res = (s64)((u64)a - (u64)b);
11657
11658         if (b < 0)
11659                 return res < a;
11660         return res > a;
11661 }
11662
11663 static bool signed_sub32_overflows(s32 a, s32 b)
11664 {
11665         /* Do the sub in u32, where overflow is well-defined */
11666         s32 res = (s32)((u32)a - (u32)b);
11667
11668         if (b < 0)
11669                 return res < a;
11670         return res > a;
11671 }
11672
11673 static bool check_reg_sane_offset(struct bpf_verifier_env *env,
11674                                   const struct bpf_reg_state *reg,
11675                                   enum bpf_reg_type type)
11676 {
11677         bool known = tnum_is_const(reg->var_off);
11678         s64 val = reg->var_off.value;
11679         s64 smin = reg->smin_value;
11680
11681         if (known && (val >= BPF_MAX_VAR_OFF || val <= -BPF_MAX_VAR_OFF)) {
11682                 verbose(env, "math between %s pointer and %lld is not allowed\n",
11683                         reg_type_str(env, type), val);
11684                 return false;
11685         }
11686
11687         if (reg->off >= BPF_MAX_VAR_OFF || reg->off <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
11688                 verbose(env, "%s pointer offset %d is not allowed\n",
11689                         reg_type_str(env, type), reg->off);
11690                 return false;
11691         }
11692
11693         if (smin == S64_MIN) {
11694                 verbose(env, "math between %s pointer and register with unbounded min value is not allowed\n",
11695                         reg_type_str(env, type));
11696                 return false;
11697         }
11698
11699         if (smin >= BPF_MAX_VAR_OFF || smin <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
11700                 verbose(env, "value %lld makes %s pointer be out of bounds\n",
11701                         smin, reg_type_str(env, type));
11702                 return false;
11703         }
11704
11705         return true;
11706 }
11707
11708 enum {
11709         REASON_BOUNDS   = -1,
11710         REASON_TYPE     = -2,
11711         REASON_PATHS    = -3,
11712         REASON_LIMIT    = -4,
11713         REASON_STACK    = -5,
11714 };
11715
11716 static int retrieve_ptr_limit(const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
11717                               u32 *alu_limit, bool mask_to_left)
11718 {
11719         u32 max = 0, ptr_limit = 0;
11720
11721         switch (ptr_reg->type) {
11722         case PTR_TO_STACK:
11723                 /* Offset 0 is out-of-bounds, but acceptable start for the
11724                  * left direction, see BPF_REG_FP. Also, unknown scalar
11725                  * offset where we would need to deal with min/max bounds is
11726                  * currently prohibited for unprivileged.
11727                  */
11728                 max = MAX_BPF_STACK + mask_to_left;
11729                 ptr_limit = -(ptr_reg->var_off.value + ptr_reg->off);
11730                 break;
11731         case PTR_TO_MAP_VALUE:
11732                 max = ptr_reg->map_ptr->value_size;
11733                 ptr_limit = (mask_to_left ?
11734                              ptr_reg->smin_value :
11735                              ptr_reg->umax_value) + ptr_reg->off;
11736                 break;
11737         default:
11738                 return REASON_TYPE;
11739         }
11740
11741         if (ptr_limit >= max)
11742                 return REASON_LIMIT;
11743         *alu_limit = ptr_limit;
11744         return 0;
11745 }
11746
11747 static bool can_skip_alu_sanitation(const struct bpf_verifier_env *env,
11748                                     const struct bpf_insn *insn)
11749 {
11750         return env->bypass_spec_v1 || BPF_SRC(insn->code) == BPF_K;
11751 }
11752
11753 static int update_alu_sanitation_state(struct bpf_insn_aux_data *aux,
11754                                        u32 alu_state, u32 alu_limit)
11755 {
11756         /* If we arrived here from different branches with different
11757          * state or limits to sanitize, then this won't work.
11758          */
11759         if (aux->alu_state &&
11760             (aux->alu_state != alu_state ||
11761              aux->alu_limit != alu_limit))
11762                 return REASON_PATHS;
11763
11764         /* Corresponding fixup done in do_misc_fixups(). */
11765         aux->alu_state = alu_state;
11766         aux->alu_limit = alu_limit;
11767         return 0;
11768 }
11769
11770 static int sanitize_val_alu(struct bpf_verifier_env *env,
11771                             struct bpf_insn *insn)
11772 {
11773         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
11774
11775         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
11776                 return 0;
11777
11778         return update_alu_sanitation_state(aux, BPF_ALU_NON_POINTER, 0);
11779 }
11780
11781 static bool sanitize_needed(u8 opcode)
11782 {
11783         return opcode == BPF_ADD || opcode == BPF_SUB;
11784 }
11785
11786 struct bpf_sanitize_info {
11787         struct bpf_insn_aux_data aux;
11788         bool mask_to_left;
11789 };
11790
11791 static struct bpf_verifier_state *
11792 sanitize_speculative_path(struct bpf_verifier_env *env,
11793                           const struct bpf_insn *insn,
11794                           u32 next_idx, u32 curr_idx)
11795 {
11796         struct bpf_verifier_state *branch;
11797         struct bpf_reg_state *regs;
11798
11799         branch = push_stack(env, next_idx, curr_idx, true);
11800         if (branch && insn) {
11801                 regs = branch->frame[branch->curframe]->regs;
11802                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
11803                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
11804                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
11805                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
11806                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->src_reg);
11807                 }
11808         }
11809         return branch;
11810 }
11811
11812 static int sanitize_ptr_alu(struct bpf_verifier_env *env,
11813                             struct bpf_insn *insn,
11814                             const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
11815                             const struct bpf_reg_state *off_reg,
11816                             struct bpf_reg_state *dst_reg,
11817                             struct bpf_sanitize_info *info,
11818                             const bool commit_window)
11819 {
11820         struct bpf_insn_aux_data *aux = commit_window ? cur_aux(env) : &info->aux;
11821         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
11822         bool off_is_imm = tnum_is_const(off_reg->var_off);
11823         bool off_is_neg = off_reg->smin_value < 0;
11824         bool ptr_is_dst_reg = ptr_reg == dst_reg;
11825         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
11826         u32 alu_state, alu_limit;
11827         struct bpf_reg_state tmp;
11828         bool ret;
11829         int err;
11830
11831         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
11832                 return 0;
11833
11834         /* We already marked aux for masking from non-speculative
11835          * paths, thus we got here in the first place. We only care
11836          * to explore bad access from here.
11837          */
11838         if (vstate->speculative)
11839                 goto do_sim;
11840
11841         if (!commit_window) {
11842                 if (!tnum_is_const(off_reg->var_off) &&
11843                     (off_reg->smin_value < 0) != (off_reg->smax_value < 0))
11844                         return REASON_BOUNDS;
11845
11846                 info->mask_to_left = (opcode == BPF_ADD &&  off_is_neg) ||
11847                                      (opcode == BPF_SUB && !off_is_neg);
11848         }
11849
11850         err = retrieve_ptr_limit(ptr_reg, &alu_limit, info->mask_to_left);
11851         if (err < 0)
11852                 return err;
11853
11854         if (commit_window) {
11855                 /* In commit phase we narrow the masking window based on
11856                  * the observed pointer move after the simulated operation.
11857                  */
11858                 alu_state = info->aux.alu_state;
11859                 alu_limit = abs(info->aux.alu_limit - alu_limit);
11860         } else {
11861                 alu_state  = off_is_neg ? BPF_ALU_NEG_VALUE : 0;
11862                 alu_state |= off_is_imm ? BPF_ALU_IMMEDIATE : 0;
11863                 alu_state |= ptr_is_dst_reg ?
11864                              BPF_ALU_SANITIZE_SRC : BPF_ALU_SANITIZE_DST;
11865
11866                 /* Limit pruning on unknown scalars to enable deep search for
11867                  * potential masking differences from other program paths.
11868                  */
11869                 if (!off_is_imm)
11870                         env->explore_alu_limits = true;
11871         }
11872
11873         err = update_alu_sanitation_state(aux, alu_state, alu_limit);
11874         if (err < 0)
11875                 return err;
11876 do_sim:
11877         /* If we're in commit phase, we're done here given we already
11878          * pushed the truncated dst_reg into the speculative verification
11879          * stack.
11880          *
11881          * Also, when register is a known constant, we rewrite register-based
11882          * operation to immediate-based, and thus do not need masking (and as
11883          * a consequence, do not need to simulate the zero-truncation either).
11884          */
11885         if (commit_window || off_is_imm)
11886                 return 0;
11887
11888         /* Simulate and find potential out-of-bounds access under
11889          * speculative execution from truncation as a result of
11890          * masking when off was not within expected range. If off
11891          * sits in dst, then we temporarily need to move ptr there
11892          * to simulate dst (== 0) +/-= ptr. Needed, for example,
11893          * for cases where we use K-based arithmetic in one direction
11894          * and truncated reg-based in the other in order to explore
11895          * bad access.
11896          */
11897         if (!ptr_is_dst_reg) {
11898                 tmp = *dst_reg;
11899                 copy_register_state(dst_reg, ptr_reg);
11900         }
11901         ret = sanitize_speculative_path(env, NULL, env->insn_idx + 1,
11902                                         env->insn_idx);
11903         if (!ptr_is_dst_reg && ret)
11904                 *dst_reg = tmp;
11905         return !ret ? REASON_STACK : 0;
11906 }
11907
11908 static void sanitize_mark_insn_seen(struct bpf_verifier_env *env)
11909 {
11910         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
11911
11912         /* If we simulate paths under speculation, we don't update the
11913          * insn as 'seen' such that when we verify unreachable paths in
11914          * the non-speculative domain, sanitize_dead_code() can still
11915          * rewrite/sanitize them.
11916          */
11917         if (!vstate->speculative)
11918                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
11919 }
11920
11921 static int sanitize_err(struct bpf_verifier_env *env,
11922                         const struct bpf_insn *insn, int reason,
11923                         const struct bpf_reg_state *off_reg,
11924                         const struct bpf_reg_state *dst_reg)
11925 {
11926         static const char *err = "pointer arithmetic with it prohibited for !root";
11927         const char *op = BPF_OP(insn->code) == BPF_ADD ? "add" : "sub";
11928         u32 dst = insn->dst_reg, src = insn->src_reg;
11929
11930         switch (reason) {
11931         case REASON_BOUNDS:
11932                 verbose(env, "R%d has unknown scalar with mixed signed bounds, %s\n",
11933                         off_reg == dst_reg ? dst : src, err);
11934                 break;
11935         case REASON_TYPE:
11936                 verbose(env, "R%d has pointer with unsupported alu operation, %s\n",
11937                         off_reg == dst_reg ? src : dst, err);
11938                 break;
11939         case REASON_PATHS:
11940                 verbose(env, "R%d tried to %s from different maps, paths or scalars, %s\n",
11941                         dst, op, err);
11942                 break;
11943         case REASON_LIMIT:
11944                 verbose(env, "R%d tried to %s beyond pointer bounds, %s\n",
11945                         dst, op, err);
11946                 break;
11947         case REASON_STACK:
11948                 verbose(env, "R%d could not be pushed for speculative verification, %s\n",
11949                         dst, err);
11950                 break;
11951         default:
11952                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reason (%d)\n",
11953                         reason);
11954                 break;
11955         }
11956
11957         return -EACCES;
11958 }
11959
11960 /* check that stack access falls within stack limits and that 'reg' doesn't
11961  * have a variable offset.
11962  *
11963  * Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity since it
11964  * requires corresponding support in Spectre masking for stack ALU.  See also
11965  * retrieve_ptr_limit().
11966  *
11967  *
11968  * 'off' includes 'reg->off'.
11969  */
11970 static int check_stack_access_for_ptr_arithmetic(
11971                                 struct bpf_verifier_env *env,
11972                                 int regno,
11973                                 const struct bpf_reg_state *reg,
11974                                 int off)
11975 {
11976         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
11977                 char tn_buf[48];
11978
11979                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
11980                 verbose(env, "R%d variable stack access prohibited for !root, var_off=%s off=%d\n",
11981                         regno, tn_buf, off);
11982                 return -EACCES;
11983         }
11984
11985         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK) {
11986                 verbose(env, "R%d stack pointer arithmetic goes out of range, "
11987                         "prohibited for !root; off=%d\n", regno, off);
11988                 return -EACCES;
11989         }
11990
11991         return 0;
11992 }
11993
11994 static int sanitize_check_bounds(struct bpf_verifier_env *env,
11995                                  const struct bpf_insn *insn,
11996                                  const struct bpf_reg_state *dst_reg)
11997 {
11998         u32 dst = insn->dst_reg;
11999
12000         /* For unprivileged we require that resulting offset must be in bounds
12001          * in order to be able to sanitize access later on.
12002          */
12003         if (env->bypass_spec_v1)
12004                 return 0;
12005
12006         switch (dst_reg->type) {
12007         case PTR_TO_STACK:
12008                 if (check_stack_access_for_ptr_arithmetic(env, dst, dst_reg,
12009                                         dst_reg->off + dst_reg->var_off.value))
12010                         return -EACCES;
12011                 break;
12012         case PTR_TO_MAP_VALUE:
12013                 if (check_map_access(env, dst, dst_reg->off, 1, false, ACCESS_HELPER)) {
12014                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic of map value goes out of range, "
12015                                 "prohibited for !root\n", dst);
12016                         return -EACCES;
12017                 }
12018                 break;
12019         default:
12020                 break;
12021         }
12022
12023         return 0;
12024 }
12025
12026 /* Handles arithmetic on a pointer and a scalar: computes new min/max and var_off.
12027  * Caller should also handle BPF_MOV case separately.
12028  * If we return -EACCES, caller may want to try again treating pointer as a
12029  * scalar.  So we only emit a diagnostic if !env->allow_ptr_leaks.
12030  */
12031 static int adjust_ptr_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
12032                                    struct bpf_insn *insn,
12033                                    const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
12034                                    const struct bpf_reg_state *off_reg)
12035 {
12036         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
12037         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
12038         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg;
12039         bool known = tnum_is_const(off_reg->var_off);
12040         s64 smin_val = off_reg->smin_value, smax_val = off_reg->smax_value,
12041             smin_ptr = ptr_reg->smin_value, smax_ptr = ptr_reg->smax_value;
12042         u64 umin_val = off_reg->umin_value, umax_val = off_reg->umax_value,
12043             umin_ptr = ptr_reg->umin_value, umax_ptr = ptr_reg->umax_value;
12044         struct bpf_sanitize_info info = {};
12045         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12046         u32 dst = insn->dst_reg;
12047         int ret;
12048
12049         dst_reg = &regs[dst];
12050
12051         if ((known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
12052             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
12053                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
12054                  * e.g. dead branches.
12055                  */
12056                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12057                 return 0;
12058         }
12059
12060         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
12061                 /* 32-bit ALU ops on pointers produce (meaningless) scalars */
12062                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
12063                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12064                         return 0;
12065                 }
12066
12067                 verbose(env,
12068                         "R%d 32-bit pointer arithmetic prohibited\n",
12069                         dst);
12070                 return -EACCES;
12071         }
12072
12073         if (ptr_reg->type & PTR_MAYBE_NULL) {
12074                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited, null-check it first\n",
12075                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
12076                 return -EACCES;
12077         }
12078
12079         switch (base_type(ptr_reg->type)) {
12080         case CONST_PTR_TO_MAP:
12081                 /* smin_val represents the known value */
12082                 if (known && smin_val == 0 && opcode == BPF_ADD)
12083                         break;
12084                 fallthrough;
12085         case PTR_TO_PACKET_END:
12086         case PTR_TO_SOCKET:
12087         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
12088         case PTR_TO_TCP_SOCK:
12089         case PTR_TO_XDP_SOCK:
12090                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited\n",
12091                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
12092                 return -EACCES;
12093         default:
12094                 break;
12095         }
12096
12097         /* In case of 'scalar += pointer', dst_reg inherits pointer type and id.
12098          * The id may be overwritten later if we create a new variable offset.
12099          */
12100         dst_reg->type = ptr_reg->type;
12101         dst_reg->id = ptr_reg->id;
12102
12103         if (!check_reg_sane_offset(env, off_reg, ptr_reg->type) ||
12104             !check_reg_sane_offset(env, ptr_reg, ptr_reg->type))
12105                 return -EINVAL;
12106
12107         /* pointer types do not carry 32-bit bounds at the moment. */
12108         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12109
12110         if (sanitize_needed(opcode)) {
12111                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, off_reg, dst_reg,
12112                                        &info, false);
12113                 if (ret < 0)
12114                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
12115         }
12116
12117         switch (opcode) {
12118         case BPF_ADD:
12119                 /* We can take a fixed offset as long as it doesn't overflow
12120                  * the s32 'off' field
12121                  */
12122                 if (known && (ptr_reg->off + smin_val ==
12123                               (s64)(s32)(ptr_reg->off + smin_val))) {
12124                         /* pointer += K.  Accumulate it into fixed offset */
12125                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
12126                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
12127                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
12128                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
12129                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
12130                         dst_reg->off = ptr_reg->off + smin_val;
12131                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
12132                         break;
12133                 }
12134                 /* A new variable offset is created.  Note that off_reg->off
12135                  * == 0, since it's a scalar.
12136                  * dst_reg gets the pointer type and since some positive
12137                  * integer value was added to the pointer, give it a new 'id'
12138                  * if it's a PTR_TO_PACKET.
12139                  * this creates a new 'base' pointer, off_reg (variable) gets
12140                  * added into the variable offset, and we copy the fixed offset
12141                  * from ptr_reg.
12142                  */
12143                 if (signed_add_overflows(smin_ptr, smin_val) ||
12144                     signed_add_overflows(smax_ptr, smax_val)) {
12145                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12146                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12147                 } else {
12148                         dst_reg->smin_value = smin_ptr + smin_val;
12149                         dst_reg->smax_value = smax_ptr + smax_val;
12150                 }
12151                 if (umin_ptr + umin_val < umin_ptr ||
12152                     umax_ptr + umax_val < umax_ptr) {
12153                         dst_reg->umin_value = 0;
12154                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12155                 } else {
12156                         dst_reg->umin_value = umin_ptr + umin_val;
12157                         dst_reg->umax_value = umax_ptr + umax_val;
12158                 }
12159                 dst_reg->var_off = tnum_add(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
12160                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
12161                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
12162                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
12163                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
12164                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
12165                         memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
12166                 }
12167                 break;
12168         case BPF_SUB:
12169                 if (dst_reg == off_reg) {
12170                         /* scalar -= pointer.  Creates an unknown scalar */
12171                         verbose(env, "R%d tried to subtract pointer from scalar\n",
12172                                 dst);
12173                         return -EACCES;
12174                 }
12175                 /* We don't allow subtraction from FP, because (according to
12176                  * test_verifier.c test "invalid fp arithmetic", JITs might not
12177                  * be able to deal with it.
12178                  */
12179                 if (ptr_reg->type == PTR_TO_STACK) {
12180                         verbose(env, "R%d subtraction from stack pointer prohibited\n",
12181                                 dst);
12182                         return -EACCES;
12183                 }
12184                 if (known && (ptr_reg->off - smin_val ==
12185                               (s64)(s32)(ptr_reg->off - smin_val))) {
12186                         /* pointer -= K.  Subtract it from fixed offset */
12187                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
12188                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
12189                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
12190                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
12191                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
12192                         dst_reg->id = ptr_reg->id;
12193                         dst_reg->off = ptr_reg->off - smin_val;
12194                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
12195                         break;
12196                 }
12197                 /* A new variable offset is created.  If the subtrahend is known
12198                  * nonnegative, then any reg->range we had before is still good.
12199                  */
12200                 if (signed_sub_overflows(smin_ptr, smax_val) ||
12201                     signed_sub_overflows(smax_ptr, smin_val)) {
12202                         /* Overflow possible, we know nothing */
12203                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12204                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12205                 } else {
12206                         dst_reg->smin_value = smin_ptr - smax_val;
12207                         dst_reg->smax_value = smax_ptr - smin_val;
12208                 }
12209                 if (umin_ptr < umax_val) {
12210                         /* Overflow possible, we know nothing */
12211                         dst_reg->umin_value = 0;
12212                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12213                 } else {
12214                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
12215                         dst_reg->umin_value = umin_ptr - umax_val;
12216                         dst_reg->umax_value = umax_ptr - umin_val;
12217                 }
12218                 dst_reg->var_off = tnum_sub(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
12219                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
12220                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
12221                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
12222                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
12223                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
12224                         if (smin_val < 0)
12225                                 memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
12226                 }
12227                 break;
12228         case BPF_AND:
12229         case BPF_OR:
12230         case BPF_XOR:
12231                 /* bitwise ops on pointers are troublesome, prohibit. */
12232                 verbose(env, "R%d bitwise operator %s on pointer prohibited\n",
12233                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
12234                 return -EACCES;
12235         default:
12236                 /* other operators (e.g. MUL,LSH) produce non-pointer results */
12237                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic with %s operator prohibited\n",
12238                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
12239                 return -EACCES;
12240         }
12241
12242         if (!check_reg_sane_offset(env, dst_reg, ptr_reg->type))
12243                 return -EINVAL;
12244         reg_bounds_sync(dst_reg);
12245         if (sanitize_check_bounds(env, insn, dst_reg) < 0)
12246                 return -EACCES;
12247         if (sanitize_needed(opcode)) {
12248                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, dst_reg, off_reg, dst_reg,
12249                                        &info, true);
12250                 if (ret < 0)
12251                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
12252         }
12253
12254         return 0;
12255 }
12256
12257 static void scalar32_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12258                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12259 {
12260         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12261         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
12262         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12263         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12264
12265         if (signed_add32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smin_val) ||
12266             signed_add32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smax_val)) {
12267                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12268                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12269         } else {
12270                 dst_reg->s32_min_value += smin_val;
12271                 dst_reg->s32_max_value += smax_val;
12272         }
12273         if (dst_reg->u32_min_value + umin_val < umin_val ||
12274             dst_reg->u32_max_value + umax_val < umax_val) {
12275                 dst_reg->u32_min_value = 0;
12276                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12277         } else {
12278                 dst_reg->u32_min_value += umin_val;
12279                 dst_reg->u32_max_value += umax_val;
12280         }
12281 }
12282
12283 static void scalar_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12284                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12285 {
12286         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12287         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
12288         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12289         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12290
12291         if (signed_add_overflows(dst_reg->smin_value, smin_val) ||
12292             signed_add_overflows(dst_reg->smax_value, smax_val)) {
12293                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12294                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12295         } else {
12296                 dst_reg->smin_value += smin_val;
12297                 dst_reg->smax_value += smax_val;
12298         }
12299         if (dst_reg->umin_value + umin_val < umin_val ||
12300             dst_reg->umax_value + umax_val < umax_val) {
12301                 dst_reg->umin_value = 0;
12302                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12303         } else {
12304                 dst_reg->umin_value += umin_val;
12305                 dst_reg->umax_value += umax_val;
12306         }
12307 }
12308
12309 static void scalar32_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12310                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12311 {
12312         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12313         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
12314         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12315         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12316
12317         if (signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smax_val) ||
12318             signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smin_val)) {
12319                 /* Overflow possible, we know nothing */
12320                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12321                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12322         } else {
12323                 dst_reg->s32_min_value -= smax_val;
12324                 dst_reg->s32_max_value -= smin_val;
12325         }
12326         if (dst_reg->u32_min_value < umax_val) {
12327                 /* Overflow possible, we know nothing */
12328                 dst_reg->u32_min_value = 0;
12329                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12330         } else {
12331                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
12332                 dst_reg->u32_min_value -= umax_val;
12333                 dst_reg->u32_max_value -= umin_val;
12334         }
12335 }
12336
12337 static void scalar_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12338                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12339 {
12340         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12341         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
12342         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12343         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12344
12345         if (signed_sub_overflows(dst_reg->smin_value, smax_val) ||
12346             signed_sub_overflows(dst_reg->smax_value, smin_val)) {
12347                 /* Overflow possible, we know nothing */
12348                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12349                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12350         } else {
12351                 dst_reg->smin_value -= smax_val;
12352                 dst_reg->smax_value -= smin_val;
12353         }
12354         if (dst_reg->umin_value < umax_val) {
12355                 /* Overflow possible, we know nothing */
12356                 dst_reg->umin_value = 0;
12357                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12358         } else {
12359                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
12360                 dst_reg->umin_value -= umax_val;
12361                 dst_reg->umax_value -= umin_val;
12362         }
12363 }
12364
12365 static void scalar32_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12366                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12367 {
12368         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12369         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12370         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12371
12372         if (smin_val < 0 || dst_reg->s32_min_value < 0) {
12373                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
12374                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12375                 return;
12376         }
12377         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
12378          * copy the result to signed (unless it exceeds S32_MAX).
12379          */
12380         if (umax_val > U16_MAX || dst_reg->u32_max_value > U16_MAX) {
12381                 /* Potential overflow, we know nothing */
12382                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12383                 return;
12384         }
12385         dst_reg->u32_min_value *= umin_val;
12386         dst_reg->u32_max_value *= umax_val;
12387         if (dst_reg->u32_max_value > S32_MAX) {
12388                 /* Overflow possible, we know nothing */
12389                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12390                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12391         } else {
12392                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12393                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12394         }
12395 }
12396
12397 static void scalar_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12398                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12399 {
12400         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12401         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12402         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12403
12404         if (smin_val < 0 || dst_reg->smin_value < 0) {
12405                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
12406                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12407                 return;
12408         }
12409         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
12410          * copy the result to signed (unless it exceeds S64_MAX).
12411          */
12412         if (umax_val > U32_MAX || dst_reg->umax_value > U32_MAX) {
12413                 /* Potential overflow, we know nothing */
12414                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12415                 return;
12416         }
12417         dst_reg->umin_value *= umin_val;
12418         dst_reg->umax_value *= umax_val;
12419         if (dst_reg->umax_value > S64_MAX) {
12420                 /* Overflow possible, we know nothing */
12421                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12422                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12423         } else {
12424                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12425                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12426         }
12427 }
12428
12429 static void scalar32_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12430                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12431 {
12432         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
12433         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
12434         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12435         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12436         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12437
12438         if (src_known && dst_known) {
12439                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
12440                 return;
12441         }
12442
12443         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
12444          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
12445          */
12446         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
12447         dst_reg->u32_max_value = min(dst_reg->u32_max_value, umax_val);
12448         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
12449                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
12450                  * ain't nobody got time for that.
12451                  */
12452                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12453                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12454         } else {
12455                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
12456                  * cast result into s64.
12457                  */
12458                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12459                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12460         }
12461 }
12462
12463 static void scalar_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12464                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12465 {
12466         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
12467         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
12468         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12469         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12470
12471         if (src_known && dst_known) {
12472                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
12473                 return;
12474         }
12475
12476         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
12477          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
12478          */
12479         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
12480         dst_reg->umax_value = min(dst_reg->umax_value, umax_val);
12481         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
12482                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
12483                  * ain't nobody got time for that.
12484                  */
12485                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12486                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12487         } else {
12488                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
12489                  * cast result into s64.
12490                  */
12491                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12492                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12493         }
12494         /* We may learn something more from the var_off */
12495         __update_reg_bounds(dst_reg);
12496 }
12497
12498 static void scalar32_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12499                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
12500 {
12501         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
12502         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
12503         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12504         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12505         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12506
12507         if (src_known && dst_known) {
12508                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
12509                 return;
12510         }
12511
12512         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
12513          * maximum of the operands' minima
12514          */
12515         dst_reg->u32_min_value = max(dst_reg->u32_min_value, umin_val);
12516         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
12517         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
12518                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
12519                  * ain't nobody got time for that.
12520                  */
12521                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12522                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12523         } else {
12524                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
12525                  * cast result into s64.
12526                  */
12527                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12528                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12529         }
12530 }
12531
12532 static void scalar_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12533                               struct bpf_reg_state *src_reg)
12534 {
12535         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
12536         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
12537         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12538         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12539
12540         if (src_known && dst_known) {
12541                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
12542                 return;
12543         }
12544
12545         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
12546          * maximum of the operands' minima
12547          */
12548         dst_reg->umin_value = max(dst_reg->umin_value, umin_val);
12549         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
12550         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
12551                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
12552                  * ain't nobody got time for that.
12553                  */
12554                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12555                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12556         } else {
12557                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
12558                  * cast result into s64.
12559                  */
12560                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12561                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12562         }
12563         /* We may learn something more from the var_off */
12564         __update_reg_bounds(dst_reg);
12565 }
12566
12567 static void scalar32_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12568                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12569 {
12570         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
12571         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
12572         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12573         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12574
12575         if (src_known && dst_known) {
12576                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
12577                 return;
12578         }
12579
12580         /* We get both minimum and maximum from the var32_off. */
12581         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
12582         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
12583
12584         if (dst_reg->s32_min_value >= 0 && smin_val >= 0) {
12585                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
12586                  * so safe to cast u32 result into s32.
12587                  */
12588                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12589                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12590         } else {
12591                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12592                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12593         }
12594 }
12595
12596 static void scalar_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12597                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12598 {
12599         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
12600         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
12601         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12602
12603         if (src_known && dst_known) {
12604                 /* dst_reg->var_off.value has been updated earlier */
12605                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
12606                 return;
12607         }
12608
12609         /* We get both minimum and maximum from the var_off. */
12610         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
12611         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
12612
12613         if (dst_reg->smin_value >= 0 && smin_val >= 0) {
12614                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
12615                  * so safe to cast u64 result into s64.
12616                  */
12617                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12618                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12619         } else {
12620                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12621                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12622         }
12623
12624         __update_reg_bounds(dst_reg);
12625 }
12626
12627 static void __scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12628                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
12629 {
12630         /* We lose all sign bit information (except what we can pick
12631          * up from var_off)
12632          */
12633         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12634         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12635         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
12636         if (umax_val > 31 || dst_reg->u32_max_value > 1ULL << (31 - umax_val)) {
12637                 dst_reg->u32_min_value = 0;
12638                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12639         } else {
12640                 dst_reg->u32_min_value <<= umin_val;
12641                 dst_reg->u32_max_value <<= umax_val;
12642         }
12643 }
12644
12645 static void scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12646                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12647 {
12648         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12649         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12650         /* u32 alu operation will zext upper bits */
12651         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12652
12653         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
12654         dst_reg->var_off = tnum_subreg(tnum_lshift(subreg, umin_val));
12655         /* Not required but being careful mark reg64 bounds as unknown so
12656          * that we are forced to pick them up from tnum and zext later and
12657          * if some path skips this step we are still safe.
12658          */
12659         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12660         __update_reg32_bounds(dst_reg);
12661 }
12662
12663 static void __scalar64_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12664                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
12665 {
12666         /* Special case <<32 because it is a common compiler pattern to sign
12667          * extend subreg by doing <<32 s>>32. In this case if 32bit bounds are
12668          * positive we know this shift will also be positive so we can track
12669          * bounds correctly. Otherwise we lose all sign bit information except
12670          * what we can pick up from var_off. Perhaps we can generalize this
12671          * later to shifts of any length.
12672          */
12673         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_max_value >= 0)
12674                 dst_reg->smax_value = (s64)dst_reg->s32_max_value << 32;
12675         else
12676                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12677
12678         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_min_value >= 0)
12679                 dst_reg->smin_value = (s64)dst_reg->s32_min_value << 32;
12680         else
12681                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12682
12683         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
12684         if (dst_reg->umax_value > 1ULL << (63 - umax_val)) {
12685                 dst_reg->umin_value = 0;
12686                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12687         } else {
12688                 dst_reg->umin_value <<= umin_val;
12689                 dst_reg->umax_value <<= umax_val;
12690         }
12691 }
12692
12693 static void scalar_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12694                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12695 {
12696         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12697         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12698
12699         /* scalar64 calc uses 32bit unshifted bounds so must be called first */
12700         __scalar64_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
12701         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
12702
12703         dst_reg->var_off = tnum_lshift(dst_reg->var_off, umin_val);
12704         /* We may learn something more from the var_off */
12705         __update_reg_bounds(dst_reg);
12706 }
12707
12708 static void scalar32_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12709                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12710 {
12711         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12712         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12713         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12714
12715         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
12716          * be negative, then either:
12717          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
12718          *    unknown, so we lose our signed bounds
12719          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
12720          *    signed bounds
12721          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
12722          *    about the result
12723          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
12724          * unsigned bounds capture the signed bounds.
12725          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
12726          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
12727          * var_off of the result.
12728          */
12729         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12730         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12731
12732         dst_reg->var_off = tnum_rshift(subreg, umin_val);
12733         dst_reg->u32_min_value >>= umax_val;
12734         dst_reg->u32_max_value >>= umin_val;
12735
12736         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12737         __update_reg32_bounds(dst_reg);
12738 }
12739
12740 static void scalar_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12741                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12742 {
12743         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12744         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12745
12746         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
12747          * be negative, then either:
12748          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
12749          *    unknown, so we lose our signed bounds
12750          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
12751          *    signed bounds
12752          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
12753          *    about the result
12754          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
12755          * unsigned bounds capture the signed bounds.
12756          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
12757          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
12758          * var_off of the result.
12759          */
12760         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12761         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12762         dst_reg->var_off = tnum_rshift(dst_reg->var_off, umin_val);
12763         dst_reg->umin_value >>= umax_val;
12764         dst_reg->umax_value >>= umin_val;
12765
12766         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
12767          * on bits being shifted in. Take easy way out and mark unbounded
12768          * so we can recalculate later from tnum.
12769          */
12770         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12771         __update_reg_bounds(dst_reg);
12772 }
12773
12774 static void scalar32_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12775                                   struct bpf_reg_state *src_reg)
12776 {
12777         u64 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12778
12779         /* Upon reaching here, src_known is true and
12780          * umax_val is equal to umin_val.
12781          */
12782         dst_reg->s32_min_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_min_value) >> umin_val);
12783         dst_reg->s32_max_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_max_value) >> umin_val);
12784
12785         dst_reg->var_off = tnum_arshift(tnum_subreg(dst_reg->var_off), umin_val, 32);
12786
12787         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
12788          * dst_reg var_off to refine the result.
12789          */
12790         dst_reg->u32_min_value = 0;
12791         dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12792
12793         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12794         __update_reg32_bounds(dst_reg);
12795 }
12796
12797 static void scalar_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12798                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
12799 {
12800         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12801
12802         /* Upon reaching here, src_known is true and umax_val is equal
12803          * to umin_val.
12804          */
12805         dst_reg->smin_value >>= umin_val;
12806         dst_reg->smax_value >>= umin_val;
12807
12808         dst_reg->var_off = tnum_arshift(dst_reg->var_off, umin_val, 64);
12809
12810         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
12811          * dst_reg var_off to refine the result.
12812          */
12813         dst_reg->umin_value = 0;
12814         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12815
12816         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
12817          * on bits being shifted in from upper 32-bits. Take easy way out
12818          * and mark unbounded so we can recalculate later from tnum.
12819          */
12820         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12821         __update_reg_bounds(dst_reg);
12822 }
12823
12824 /* WARNING: This function does calculations on 64-bit values, but the actual
12825  * execution may occur on 32-bit values. Therefore, things like bitshifts
12826  * need extra checks in the 32-bit case.
12827  */
12828 static int adjust_scalar_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
12829                                       struct bpf_insn *insn,
12830                                       struct bpf_reg_state *dst_reg,
12831                                       struct bpf_reg_state src_reg)
12832 {
12833         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
12834         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12835         bool src_known;
12836         s64 smin_val, smax_val;
12837         u64 umin_val, umax_val;
12838         s32 s32_min_val, s32_max_val;
12839         u32 u32_min_val, u32_max_val;
12840         u64 insn_bitness = (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) ? 64 : 32;
12841         bool alu32 = (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64);
12842         int ret;
12843
12844         smin_val = src_reg.smin_value;
12845         smax_val = src_reg.smax_value;
12846         umin_val = src_reg.umin_value;
12847         umax_val = src_reg.umax_value;
12848
12849         s32_min_val = src_reg.s32_min_value;
12850         s32_max_val = src_reg.s32_max_value;
12851         u32_min_val = src_reg.u32_min_value;
12852         u32_max_val = src_reg.u32_max_value;
12853
12854         if (alu32) {
12855                 src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg.var_off);
12856                 if ((src_known &&
12857                      (s32_min_val != s32_max_val || u32_min_val != u32_max_val)) ||
12858                     s32_min_val > s32_max_val || u32_min_val > u32_max_val) {
12859                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
12860                          * derived from e.g. dead branches.
12861                          */
12862                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12863                         return 0;
12864                 }
12865         } else {
12866                 src_known = tnum_is_const(src_reg.var_off);
12867                 if ((src_known &&
12868                      (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
12869                     smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
12870                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
12871                          * derived from e.g. dead branches.
12872                          */
12873                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12874                         return 0;
12875                 }
12876         }
12877
12878         if (!src_known &&
12879             opcode != BPF_ADD && opcode != BPF_SUB && opcode != BPF_AND) {
12880                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12881                 return 0;
12882         }
12883
12884         if (sanitize_needed(opcode)) {
12885                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
12886                 if (ret < 0)
12887                         return sanitize_err(env, insn, ret, NULL, NULL);
12888         }
12889
12890         /* Calculate sign/unsigned bounds and tnum for alu32 and alu64 bit ops.
12891          * There are two classes of instructions: The first class we track both
12892          * alu32 and alu64 sign/unsigned bounds independently this provides the
12893          * greatest amount of precision when alu operations are mixed with jmp32
12894          * operations. These operations are BPF_ADD, BPF_SUB, BPF_MUL, BPF_ADD,
12895          * and BPF_OR. This is possible because these ops have fairly easy to
12896          * understand and calculate behavior in both 32-bit and 64-bit alu ops.
12897          * See alu32 verifier tests for examples. The second class of
12898          * operations, BPF_LSH, BPF_RSH, and BPF_ARSH, however are not so easy
12899          * with regards to tracking sign/unsigned bounds because the bits may
12900          * cross subreg boundaries in the alu64 case. When this happens we mark
12901          * the reg unbounded in the subreg bound space and use the resulting
12902          * tnum to calculate an approximation of the sign/unsigned bounds.
12903          */
12904         switch (opcode) {
12905         case BPF_ADD:
12906                 scalar32_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
12907                 scalar_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
12908                 dst_reg->var_off = tnum_add(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12909                 break;
12910         case BPF_SUB:
12911                 scalar32_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
12912                 scalar_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
12913                 dst_reg->var_off = tnum_sub(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12914                 break;
12915         case BPF_MUL:
12916                 dst_reg->var_off = tnum_mul(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12917                 scalar32_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
12918                 scalar_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
12919                 break;
12920         case BPF_AND:
12921                 dst_reg->var_off = tnum_and(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12922                 scalar32_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
12923                 scalar_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
12924                 break;
12925         case BPF_OR:
12926                 dst_reg->var_off = tnum_or(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12927                 scalar32_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
12928                 scalar_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
12929                 break;
12930         case BPF_XOR:
12931                 dst_reg->var_off = tnum_xor(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12932                 scalar32_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
12933                 scalar_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
12934                 break;
12935         case BPF_LSH:
12936                 if (umax_val >= insn_bitness) {
12937                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
12938                          * This includes shifts by a negative number.
12939                          */
12940                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12941                         break;
12942                 }
12943                 if (alu32)
12944                         scalar32_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
12945                 else
12946                         scalar_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
12947                 break;
12948         case BPF_RSH:
12949                 if (umax_val >= insn_bitness) {
12950                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
12951                          * This includes shifts by a negative number.
12952                          */
12953                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12954                         break;
12955                 }
12956                 if (alu32)
12957                         scalar32_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
12958                 else
12959                         scalar_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
12960                 break;
12961         case BPF_ARSH:
12962                 if (umax_val >= insn_bitness) {
12963                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
12964                          * This includes shifts by a negative number.
12965                          */
12966                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12967                         break;
12968                 }
12969                 if (alu32)
12970                         scalar32_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
12971                 else
12972                         scalar_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
12973                 break;
12974         default:
12975                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12976                 break;
12977         }
12978
12979         /* ALU32 ops are zero extended into 64bit register */
12980         if (alu32)
12981                 zext_32_to_64(dst_reg);
12982         reg_bounds_sync(dst_reg);
12983         return 0;
12984 }
12985
12986 /* Handles ALU ops other than BPF_END, BPF_NEG and BPF_MOV: computes new min/max
12987  * and var_off.
12988  */
12989 static int adjust_reg_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
12990                                    struct bpf_insn *insn)
12991 {
12992         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
12993         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
12994         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg, *src_reg;
12995         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, off_reg = {0};
12996         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12997         int err;
12998
12999         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
13000         src_reg = NULL;
13001         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE)
13002                 ptr_reg = dst_reg;
13003         else
13004                 /* Make sure ID is cleared otherwise dst_reg min/max could be
13005                  * incorrectly propagated into other registers by find_equal_scalars()
13006                  */
13007                 dst_reg->id = 0;
13008         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13009                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
13010                 if (src_reg->type != SCALAR_VALUE) {
13011                         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE) {
13012                                 /* Combining two pointers by any ALU op yields
13013                                  * an arbitrary scalar. Disallow all math except
13014                                  * pointer subtraction
13015                                  */
13016                                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
13017                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13018                                         return 0;
13019                                 }
13020                                 verbose(env, "R%d pointer %s pointer prohibited\n",
13021                                         insn->dst_reg,
13022                                         bpf_alu_string[opcode >> 4]);
13023                                 return -EACCES;
13024                         } else {
13025                                 /* scalar += pointer
13026                                  * This is legal, but we have to reverse our
13027                                  * src/dest handling in computing the range
13028                                  */
13029                                 err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
13030                                 if (err)
13031                                         return err;
13032                                 return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
13033                                                                src_reg, dst_reg);
13034                         }
13035                 } else if (ptr_reg) {
13036                         /* pointer += scalar */
13037                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
13038                         if (err)
13039                                 return err;
13040                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
13041                                                        dst_reg, src_reg);
13042                 } else if (dst_reg->precise) {
13043                         /* if dst_reg is precise, src_reg should be precise as well */
13044                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
13045                         if (err)
13046                                 return err;
13047                 }
13048         } else {
13049                 /* Pretend the src is a reg with a known value, since we only
13050                  * need to be able to read from this state.
13051                  */
13052                 off_reg.type = SCALAR_VALUE;
13053                 __mark_reg_known(&off_reg, insn->imm);
13054                 src_reg = &off_reg;
13055                 if (ptr_reg) /* pointer += K */
13056                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
13057                                                        ptr_reg, src_reg);
13058         }
13059
13060         /* Got here implies adding two SCALAR_VALUEs */
13061         if (WARN_ON_ONCE(ptr_reg)) {
13062                 print_verifier_state(env, state, true);
13063                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected ptr_reg\n");
13064                 return -EINVAL;
13065         }
13066         if (WARN_ON(!src_reg)) {
13067                 print_verifier_state(env, state, true);
13068                 verbose(env, "verifier internal error: no src_reg\n");
13069                 return -EINVAL;
13070         }
13071         return adjust_scalar_min_max_vals(env, insn, dst_reg, *src_reg);
13072 }
13073
13074 /* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
13075 static int check_alu_op(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
13076 {
13077         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
13078         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
13079         int err;
13080
13081         if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
13082                 if (opcode == BPF_NEG) {
13083                         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
13084                             insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
13085                             insn->off != 0 || insn->imm != 0) {
13086                                 verbose(env, "BPF_NEG uses reserved fields\n");
13087                                 return -EINVAL;
13088                         }
13089                 } else {
13090                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
13091                             (insn->imm != 16 && insn->imm != 32 && insn->imm != 64) ||
13092                             (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 &&
13093                              BPF_SRC(insn->code) != BPF_TO_LE)) {
13094                                 verbose(env, "BPF_END uses reserved fields\n");
13095                                 return -EINVAL;
13096                         }
13097                 }
13098
13099                 /* check src operand */
13100                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
13101                 if (err)
13102                         return err;
13103
13104                 if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
13105                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic prohibited\n",
13106                                 insn->dst_reg);
13107                         return -EACCES;
13108                 }
13109
13110                 /* check dest operand */
13111                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
13112                 if (err)
13113                         return err;
13114
13115         } else if (opcode == BPF_MOV) {
13116
13117                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13118                         if (insn->imm != 0) {
13119                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
13120                                 return -EINVAL;
13121                         }
13122
13123                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU) {
13124                                 if (insn->off != 0 && insn->off != 8 && insn->off != 16) {
13125                                         verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
13126                                         return -EINVAL;
13127                                 }
13128                         } else {
13129                                 if (insn->off != 0 && insn->off != 8 && insn->off != 16 &&
13130                                     insn->off != 32) {
13131                                         verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
13132                                         return -EINVAL;
13133                                 }
13134                         }
13135
13136                         /* check src operand */
13137                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
13138                         if (err)
13139                                 return err;
13140                 } else {
13141                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
13142                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
13143                                 return -EINVAL;
13144                         }
13145                 }
13146
13147                 /* check dest operand, mark as required later */
13148                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
13149                 if (err)
13150                         return err;
13151
13152                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13153                         struct bpf_reg_state *src_reg = regs + insn->src_reg;
13154                         struct bpf_reg_state *dst_reg = regs + insn->dst_reg;
13155                         bool need_id = src_reg->type == SCALAR_VALUE && !src_reg->id &&
13156                                        !tnum_is_const(src_reg->var_off);
13157
13158                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
13159                                 if (insn->off == 0) {
13160                                         /* case: R1 = R2
13161                                          * copy register state to dest reg
13162                                          */
13163                                         if (need_id)
13164                                                 /* Assign src and dst registers the same ID
13165                                                  * that will be used by find_equal_scalars()
13166                                                  * to propagate min/max range.
13167                                                  */
13168                                                 src_reg->id = ++env->id_gen;
13169                                         copy_register_state(dst_reg, src_reg);
13170                                         dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
13171                                         dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
13172                                 } else {
13173                                         /* case: R1 = (s8, s16 s32)R2 */
13174                                         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
13175                                                 verbose(env,
13176                                                         "R%d sign-extension part of pointer\n",
13177                                                         insn->src_reg);
13178                                                 return -EACCES;
13179                                         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
13180                                                 bool no_sext;
13181
13182                                                 no_sext = src_reg->umax_value < (1ULL << (insn->off - 1));
13183                                                 if (no_sext && need_id)
13184                                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
13185                                                 copy_register_state(dst_reg, src_reg);
13186                                                 if (!no_sext)
13187                                                         dst_reg->id = 0;
13188                                                 coerce_reg_to_size_sx(dst_reg, insn->off >> 3);
13189                                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
13190                                                 dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
13191                                         } else {
13192                                                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13193                                         }
13194                                 }
13195                         } else {
13196                                 /* R1 = (u32) R2 */
13197                                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
13198                                         verbose(env,
13199                                                 "R%d partial copy of pointer\n",
13200                                                 insn->src_reg);
13201                                         return -EACCES;
13202                                 } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
13203                                         if (insn->off == 0) {
13204                                                 bool is_src_reg_u32 = src_reg->umax_value <= U32_MAX;
13205
13206                                                 if (is_src_reg_u32 && need_id)
13207                                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
13208                                                 copy_register_state(dst_reg, src_reg);
13209                                                 /* Make sure ID is cleared if src_reg is not in u32
13210                                                  * range otherwise dst_reg min/max could be incorrectly
13211                                                  * propagated into src_reg by find_equal_scalars()
13212                                                  */
13213                                                 if (!is_src_reg_u32)
13214                                                         dst_reg->id = 0;
13215                                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
13216                                                 dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
13217                                         } else {
13218                                                 /* case: W1 = (s8, s16)W2 */
13219                                                 bool no_sext = src_reg->umax_value < (1ULL << (insn->off - 1));
13220
13221                                                 if (no_sext && need_id)
13222                                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
13223                                                 copy_register_state(dst_reg, src_reg);
13224                                                 if (!no_sext)
13225                                                         dst_reg->id = 0;
13226                                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
13227                                                 dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
13228                                                 coerce_subreg_to_size_sx(dst_reg, insn->off >> 3);
13229                                         }
13230                                 } else {
13231                                         mark_reg_unknown(env, regs,
13232                                                          insn->dst_reg);
13233                                 }
13234                                 zext_32_to_64(dst_reg);
13235                                 reg_bounds_sync(dst_reg);
13236                         }
13237                 } else {
13238                         /* case: R = imm
13239                          * remember the value we stored into this reg
13240                          */
13241                         /* clear any state __mark_reg_known doesn't set */
13242                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13243                         regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
13244                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
13245                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
13246                                                  insn->imm);
13247                         } else {
13248                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
13249                                                  (u32)insn->imm);
13250                         }
13251                 }
13252
13253         } else if (opcode > BPF_END) {
13254                 verbose(env, "invalid BPF_ALU opcode %x\n", opcode);
13255                 return -EINVAL;
13256
13257         } else {        /* all other ALU ops: and, sub, xor, add, ... */
13258
13259                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13260                         if (insn->imm != 0 || insn->off > 1 ||
13261                             (insn->off == 1 && opcode != BPF_MOD && opcode != BPF_DIV)) {
13262                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
13263                                 return -EINVAL;
13264                         }
13265                         /* check src1 operand */
13266                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
13267                         if (err)
13268                                 return err;
13269                 } else {
13270                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off > 1 ||
13271                             (insn->off == 1 && opcode != BPF_MOD && opcode != BPF_DIV)) {
13272                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
13273                                 return -EINVAL;
13274                         }
13275                 }
13276
13277                 /* check src2 operand */
13278                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
13279                 if (err)
13280                         return err;
13281
13282                 if ((opcode == BPF_MOD || opcode == BPF_DIV) &&
13283                     BPF_SRC(insn->code) == BPF_K && insn->imm == 0) {
13284                         verbose(env, "div by zero\n");
13285                         return -EINVAL;
13286                 }
13287
13288                 if ((opcode == BPF_LSH || opcode == BPF_RSH ||
13289                      opcode == BPF_ARSH) && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
13290                         int size = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ? 64 : 32;
13291
13292                         if (insn->imm < 0 || insn->imm >= size) {
13293                                 verbose(env, "invalid shift %d\n", insn->imm);
13294                                 return -EINVAL;
13295                         }
13296                 }
13297
13298                 /* check dest operand */
13299                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
13300                 if (err)
13301                         return err;
13302
13303                 return adjust_reg_min_max_vals(env, insn);
13304         }
13305
13306         return 0;
13307 }
13308
13309 static void find_good_pkt_pointers(struct bpf_verifier_state *vstate,
13310                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
13311                                    enum bpf_reg_type type,
13312                                    bool range_right_open)
13313 {
13314         struct bpf_func_state *state;
13315         struct bpf_reg_state *reg;
13316         int new_range;
13317
13318         if (dst_reg->off < 0 ||
13319             (dst_reg->off == 0 && range_right_open))
13320                 /* This doesn't give us any range */
13321                 return;
13322
13323         if (dst_reg->umax_value > MAX_PACKET_OFF ||
13324             dst_reg->umax_value + dst_reg->off > MAX_PACKET_OFF)
13325                 /* Risk of overflow.  For instance, ptr + (1<<63) may be less
13326                  * than pkt_end, but that's because it's also less than pkt.
13327                  */
13328                 return;
13329
13330         new_range = dst_reg->off;
13331         if (range_right_open)
13332                 new_range++;
13333
13334         /* Examples for register markings:
13335          *
13336          * pkt_data in dst register:
13337          *
13338          *   r2 = r3;
13339          *   r2 += 8;
13340          *   if (r2 > pkt_end) goto <handle exception>
13341          *   <access okay>
13342          *
13343          *   r2 = r3;
13344          *   r2 += 8;
13345          *   if (r2 < pkt_end) goto <access okay>
13346          *   <handle exception>
13347          *
13348          *   Where:
13349          *     r2 == dst_reg, pkt_end == src_reg
13350          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
13351          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
13352          *
13353          * pkt_data in src register:
13354          *
13355          *   r2 = r3;
13356          *   r2 += 8;
13357          *   if (pkt_end >= r2) goto <access okay>
13358          *   <handle exception>
13359          *
13360          *   r2 = r3;
13361          *   r2 += 8;
13362          *   if (pkt_end <= r2) goto <handle exception>
13363          *   <access okay>
13364          *
13365          *   Where:
13366          *     pkt_end == dst_reg, r2 == src_reg
13367          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
13368          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
13369          *
13370          * Find register r3 and mark its range as r3=pkt(id=n,off=0,r=8)
13371          * or r3=pkt(id=n,off=0,r=8-1), so that range of bytes [r3, r3 + 8)
13372          * and [r3, r3 + 8-1) respectively is safe to access depending on
13373          * the check.
13374          */
13375
13376         /* If our ids match, then we must have the same max_value.  And we
13377          * don't care about the other reg's fixed offset, since if it's too big
13378          * the range won't allow anything.
13379          * dst_reg->off is known < MAX_PACKET_OFF, therefore it fits in a u16.
13380          */
13381         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
13382                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
13383                         /* keep the maximum range already checked */
13384                         reg->range = max(reg->range, new_range);
13385         }));
13386 }
13387
13388 static int is_branch32_taken(struct bpf_reg_state *reg, u32 val, u8 opcode)
13389 {
13390         struct tnum subreg = tnum_subreg(reg->var_off);
13391         s32 sval = (s32)val;
13392
13393         switch (opcode) {
13394         case BPF_JEQ:
13395                 if (tnum_is_const(subreg))
13396                         return !!tnum_equals_const(subreg, val);
13397                 else if (val < reg->u32_min_value || val > reg->u32_max_value)
13398                         return 0;
13399                 break;
13400         case BPF_JNE:
13401                 if (tnum_is_const(subreg))
13402                         return !tnum_equals_const(subreg, val);
13403                 else if (val < reg->u32_min_value || val > reg->u32_max_value)
13404                         return 1;
13405                 break;
13406         case BPF_JSET:
13407                 if ((~subreg.mask & subreg.value) & val)
13408                         return 1;
13409                 if (!((subreg.mask | subreg.value) & val))
13410                         return 0;
13411                 break;
13412         case BPF_JGT:
13413                 if (reg->u32_min_value > val)
13414                         return 1;
13415                 else if (reg->u32_max_value <= val)
13416                         return 0;
13417                 break;
13418         case BPF_JSGT:
13419                 if (reg->s32_min_value > sval)
13420                         return 1;
13421                 else if (reg->s32_max_value <= sval)
13422                         return 0;
13423                 break;
13424         case BPF_JLT:
13425                 if (reg->u32_max_value < val)
13426                         return 1;
13427                 else if (reg->u32_min_value >= val)
13428                         return 0;
13429                 break;
13430         case BPF_JSLT:
13431                 if (reg->s32_max_value < sval)
13432                         return 1;
13433                 else if (reg->s32_min_value >= sval)
13434                         return 0;
13435                 break;
13436         case BPF_JGE:
13437                 if (reg->u32_min_value >= val)
13438                         return 1;
13439                 else if (reg->u32_max_value < val)
13440                         return 0;
13441                 break;
13442         case BPF_JSGE:
13443                 if (reg->s32_min_value >= sval)
13444                         return 1;
13445                 else if (reg->s32_max_value < sval)
13446                         return 0;
13447                 break;
13448         case BPF_JLE:
13449                 if (reg->u32_max_value <= val)
13450                         return 1;
13451                 else if (reg->u32_min_value > val)
13452                         return 0;
13453                 break;
13454         case BPF_JSLE:
13455                 if (reg->s32_max_value <= sval)
13456                         return 1;
13457                 else if (reg->s32_min_value > sval)
13458                         return 0;
13459                 break;
13460         }
13461
13462         return -1;
13463 }
13464
13465
13466 static int is_branch64_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode)
13467 {
13468         s64 sval = (s64)val;
13469
13470         switch (opcode) {
13471         case BPF_JEQ:
13472                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
13473                         return !!tnum_equals_const(reg->var_off, val);
13474                 else if (val < reg->umin_value || val > reg->umax_value)
13475                         return 0;
13476                 break;
13477         case BPF_JNE:
13478                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
13479                         return !tnum_equals_const(reg->var_off, val);
13480                 else if (val < reg->umin_value || val > reg->umax_value)
13481                         return 1;
13482                 break;
13483         case BPF_JSET:
13484                 if ((~reg->var_off.mask & reg->var_off.value) & val)
13485                         return 1;
13486                 if (!((reg->var_off.mask | reg->var_off.value) & val))
13487                         return 0;
13488                 break;
13489         case BPF_JGT:
13490                 if (reg->umin_value > val)
13491                         return 1;
13492                 else if (reg->umax_value <= val)
13493                         return 0;
13494                 break;
13495         case BPF_JSGT:
13496                 if (reg->smin_value > sval)
13497                         return 1;
13498                 else if (reg->smax_value <= sval)
13499                         return 0;
13500                 break;
13501         case BPF_JLT:
13502                 if (reg->umax_value < val)
13503                         return 1;
13504                 else if (reg->umin_value >= val)
13505                         return 0;
13506                 break;
13507         case BPF_JSLT:
13508                 if (reg->smax_value < sval)
13509                         return 1;
13510                 else if (reg->smin_value >= sval)
13511                         return 0;
13512                 break;
13513         case BPF_JGE:
13514                 if (reg->umin_value >= val)
13515                         return 1;
13516                 else if (reg->umax_value < val)
13517                         return 0;
13518                 break;
13519         case BPF_JSGE:
13520                 if (reg->smin_value >= sval)
13521                         return 1;
13522                 else if (reg->smax_value < sval)
13523                         return 0;
13524                 break;
13525         case BPF_JLE:
13526                 if (reg->umax_value <= val)
13527                         return 1;
13528                 else if (reg->umin_value > val)
13529                         return 0;
13530                 break;
13531         case BPF_JSLE:
13532                 if (reg->smax_value <= sval)
13533                         return 1;
13534                 else if (reg->smin_value > sval)
13535                         return 0;
13536                 break;
13537         }
13538
13539         return -1;
13540 }
13541
13542 /* compute branch direction of the expression "if (reg opcode val) goto target;"
13543  * and return:
13544  *  1 - branch will be taken and "goto target" will be executed
13545  *  0 - branch will not be taken and fall-through to next insn
13546  * -1 - unknown. Example: "if (reg < 5)" is unknown when register value
13547  *      range [0,10]
13548  */
13549 static int is_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode,
13550                            bool is_jmp32)
13551 {
13552         if (__is_pointer_value(false, reg)) {
13553                 if (!reg_not_null(reg))
13554                         return -1;
13555
13556                 /* If pointer is valid tests against zero will fail so we can
13557                  * use this to direct branch taken.
13558                  */
13559                 if (val != 0)
13560                         return -1;
13561
13562                 switch (opcode) {
13563                 case BPF_JEQ:
13564                         return 0;
13565                 case BPF_JNE:
13566                         return 1;
13567                 default:
13568                         return -1;
13569                 }
13570         }
13571
13572         if (is_jmp32)
13573                 return is_branch32_taken(reg, val, opcode);
13574         return is_branch64_taken(reg, val, opcode);
13575 }
13576
13577 static int flip_opcode(u32 opcode)
13578 {
13579         /* How can we transform "a <op> b" into "b <op> a"? */
13580         static const u8 opcode_flip[16] = {
13581                 /* these stay the same */
13582                 [BPF_JEQ  >> 4] = BPF_JEQ,
13583                 [BPF_JNE  >> 4] = BPF_JNE,
13584                 [BPF_JSET >> 4] = BPF_JSET,
13585                 /* these swap "lesser" and "greater" (L and G in the opcodes) */
13586                 [BPF_JGE  >> 4] = BPF_JLE,
13587                 [BPF_JGT  >> 4] = BPF_JLT,
13588                 [BPF_JLE  >> 4] = BPF_JGE,
13589                 [BPF_JLT  >> 4] = BPF_JGT,
13590                 [BPF_JSGE >> 4] = BPF_JSLE,
13591                 [BPF_JSGT >> 4] = BPF_JSLT,
13592                 [BPF_JSLE >> 4] = BPF_JSGE,
13593                 [BPF_JSLT >> 4] = BPF_JSGT
13594         };
13595         return opcode_flip[opcode >> 4];
13596 }
13597
13598 static int is_pkt_ptr_branch_taken(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13599                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
13600                                    u8 opcode)
13601 {
13602         struct bpf_reg_state *pkt;
13603
13604         if (src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
13605                 pkt = dst_reg;
13606         } else if (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
13607                 pkt = src_reg;
13608                 opcode = flip_opcode(opcode);
13609         } else {
13610                 return -1;
13611         }
13612
13613         if (pkt->range >= 0)
13614                 return -1;
13615
13616         switch (opcode) {
13617         case BPF_JLE:
13618                 /* pkt <= pkt_end */
13619                 fallthrough;
13620         case BPF_JGT:
13621                 /* pkt > pkt_end */
13622                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END)
13623                         /* pkt has at last one extra byte beyond pkt_end */
13624                         return opcode == BPF_JGT;
13625                 break;
13626         case BPF_JLT:
13627                 /* pkt < pkt_end */
13628                 fallthrough;
13629         case BPF_JGE:
13630                 /* pkt >= pkt_end */
13631                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END || pkt->range == AT_PKT_END)
13632                         return opcode == BPF_JGE;
13633                 break;
13634         }
13635         return -1;
13636 }
13637
13638 /* Adjusts the register min/max values in the case that the dst_reg is the
13639  * variable register that we are working on, and src_reg is a constant or we're
13640  * simply doing a BPF_K check.
13641  * In JEQ/JNE cases we also adjust the var_off values.
13642  */
13643 static void reg_set_min_max(struct bpf_reg_state *true_reg,
13644                             struct bpf_reg_state *false_reg,
13645                             u64 val, u32 val32,
13646                             u8 opcode, bool is_jmp32)
13647 {
13648         struct tnum false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
13649         struct tnum false_64off = false_reg->var_off;
13650         struct tnum true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
13651         struct tnum true_64off = true_reg->var_off;
13652         s64 sval = (s64)val;
13653         s32 sval32 = (s32)val32;
13654
13655         /* If the dst_reg is a pointer, we can't learn anything about its
13656          * variable offset from the compare (unless src_reg were a pointer into
13657          * the same object, but we don't bother with that.
13658          * Since false_reg and true_reg have the same type by construction, we
13659          * only need to check one of them for pointerness.
13660          */
13661         if (__is_pointer_value(false, false_reg))
13662                 return;
13663
13664         switch (opcode) {
13665         /* JEQ/JNE comparison doesn't change the register equivalence.
13666          *
13667          * r1 = r2;
13668          * if (r1 == 42) goto label;
13669          * ...
13670          * label: // here both r1 and r2 are known to be 42.
13671          *
13672          * Hence when marking register as known preserve it's ID.
13673          */
13674         case BPF_JEQ:
13675                 if (is_jmp32) {
13676                         __mark_reg32_known(true_reg, val32);
13677                         true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
13678                 } else {
13679                         ___mark_reg_known(true_reg, val);
13680                         true_64off = true_reg->var_off;
13681                 }
13682                 break;
13683         case BPF_JNE:
13684                 if (is_jmp32) {
13685                         __mark_reg32_known(false_reg, val32);
13686                         false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
13687                 } else {
13688                         ___mark_reg_known(false_reg, val);
13689                         false_64off = false_reg->var_off;
13690                 }
13691                 break;
13692         case BPF_JSET:
13693                 if (is_jmp32) {
13694                         false_32off = tnum_and(false_32off, tnum_const(~val32));
13695                         if (is_power_of_2(val32))
13696                                 true_32off = tnum_or(true_32off,
13697                                                      tnum_const(val32));
13698                 } else {
13699                         false_64off = tnum_and(false_64off, tnum_const(~val));
13700                         if (is_power_of_2(val))
13701                                 true_64off = tnum_or(true_64off,
13702                                                      tnum_const(val));
13703                 }
13704                 break;
13705         case BPF_JGE:
13706         case BPF_JGT:
13707         {
13708                 if (is_jmp32) {
13709                         u32 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val32  : val32 - 1;
13710                         u32 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val32 + 1 : val32;
13711
13712                         false_reg->u32_max_value = min(false_reg->u32_max_value,
13713                                                        false_umax);
13714                         true_reg->u32_min_value = max(true_reg->u32_min_value,
13715                                                       true_umin);
13716                 } else {
13717                         u64 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val    : val - 1;
13718                         u64 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val + 1 : val;
13719
13720                         false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, false_umax);
13721                         true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, true_umin);
13722                 }
13723                 break;
13724         }
13725         case BPF_JSGE:
13726         case BPF_JSGT:
13727         {
13728                 if (is_jmp32) {
13729                         s32 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval32    : sval32 - 1;
13730                         s32 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval32 + 1 : sval32;
13731
13732                         false_reg->s32_max_value = min(false_reg->s32_max_value, false_smax);
13733                         true_reg->s32_min_value = max(true_reg->s32_min_value, true_smin);
13734                 } else {
13735                         s64 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval    : sval - 1;
13736                         s64 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval + 1 : sval;
13737
13738                         false_reg->smax_value = min(false_reg->smax_value, false_smax);
13739                         true_reg->smin_value = max(true_reg->smin_value, true_smin);
13740                 }
13741                 break;
13742         }
13743         case BPF_JLE:
13744         case BPF_JLT:
13745         {
13746                 if (is_jmp32) {
13747                         u32 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val32  : val32 + 1;
13748                         u32 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val32 - 1 : val32;
13749
13750                         false_reg->u32_min_value = max(false_reg->u32_min_value,
13751                                                        false_umin);
13752                         true_reg->u32_max_value = min(true_reg->u32_max_value,
13753                                                       true_umax);
13754                 } else {
13755                         u64 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val    : val + 1;
13756                         u64 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val - 1 : val;
13757
13758                         false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, false_umin);
13759                         true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, true_umax);
13760                 }
13761                 break;
13762         }
13763         case BPF_JSLE:
13764         case BPF_JSLT:
13765         {
13766                 if (is_jmp32) {
13767                         s32 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval32    : sval32 + 1;
13768                         s32 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval32 - 1 : sval32;
13769
13770                         false_reg->s32_min_value = max(false_reg->s32_min_value, false_smin);
13771                         true_reg->s32_max_value = min(true_reg->s32_max_value, true_smax);
13772                 } else {
13773                         s64 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval    : sval + 1;
13774                         s64 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval - 1 : sval;
13775
13776                         false_reg->smin_value = max(false_reg->smin_value, false_smin);
13777                         true_reg->smax_value = min(true_reg->smax_value, true_smax);
13778                 }
13779                 break;
13780         }
13781         default:
13782                 return;
13783         }
13784
13785         if (is_jmp32) {
13786                 false_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(false_64off),
13787                                              tnum_subreg(false_32off));
13788                 true_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(true_64off),
13789                                             tnum_subreg(true_32off));
13790                 __reg_combine_32_into_64(false_reg);
13791                 __reg_combine_32_into_64(true_reg);
13792         } else {
13793                 false_reg->var_off = false_64off;
13794                 true_reg->var_off = true_64off;
13795                 __reg_combine_64_into_32(false_reg);
13796                 __reg_combine_64_into_32(true_reg);
13797         }
13798 }
13799
13800 /* Same as above, but for the case that dst_reg holds a constant and src_reg is
13801  * the variable reg.
13802  */
13803 static void reg_set_min_max_inv(struct bpf_reg_state *true_reg,
13804                                 struct bpf_reg_state *false_reg,
13805                                 u64 val, u32 val32,
13806                                 u8 opcode, bool is_jmp32)
13807 {
13808         opcode = flip_opcode(opcode);
13809         /* This uses zero as "not present in table"; luckily the zero opcode,
13810          * BPF_JA, can't get here.
13811          */
13812         if (opcode)
13813                 reg_set_min_max(true_reg, false_reg, val, val32, opcode, is_jmp32);
13814 }
13815
13816 /* Regs are known to be equal, so intersect their min/max/var_off */
13817 static void __reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *src_reg,
13818                                   struct bpf_reg_state *dst_reg)
13819 {
13820         src_reg->umin_value = dst_reg->umin_value = max(src_reg->umin_value,
13821                                                         dst_reg->umin_value);
13822         src_reg->umax_value = dst_reg->umax_value = min(src_reg->umax_value,
13823                                                         dst_reg->umax_value);
13824         src_reg->smin_value = dst_reg->smin_value = max(src_reg->smin_value,
13825                                                         dst_reg->smin_value);
13826         src_reg->smax_value = dst_reg->smax_value = min(src_reg->smax_value,
13827                                                         dst_reg->smax_value);
13828         src_reg->var_off = dst_reg->var_off = tnum_intersect(src_reg->var_off,
13829                                                              dst_reg->var_off);
13830         reg_bounds_sync(src_reg);
13831         reg_bounds_sync(dst_reg);
13832 }
13833
13834 static void reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *true_src,
13835                                 struct bpf_reg_state *true_dst,
13836                                 struct bpf_reg_state *false_src,
13837                                 struct bpf_reg_state *false_dst,
13838                                 u8 opcode)
13839 {
13840         switch (opcode) {
13841         case BPF_JEQ:
13842                 __reg_combine_min_max(true_src, true_dst);
13843                 break;
13844         case BPF_JNE:
13845                 __reg_combine_min_max(false_src, false_dst);
13846                 break;
13847         }
13848 }
13849
13850 static void mark_ptr_or_null_reg(struct bpf_func_state *state,
13851                                  struct bpf_reg_state *reg, u32 id,
13852                                  bool is_null)
13853 {
13854         if (type_may_be_null(reg->type) && reg->id == id &&
13855             (is_rcu_reg(reg) || !WARN_ON_ONCE(!reg->id))) {
13856                 /* Old offset (both fixed and variable parts) should have been
13857                  * known-zero, because we don't allow pointer arithmetic on
13858                  * pointers that might be NULL. If we see this happening, don't
13859                  * convert the register.
13860                  *
13861                  * But in some cases, some helpers that return local kptrs
13862                  * advance offset for the returned pointer. In those cases, it
13863                  * is fine to expect to see reg->off.
13864                  */
13865                 if (WARN_ON_ONCE(reg->smin_value || reg->smax_value || !tnum_equals_const(reg->var_off, 0)))
13866                         return;
13867                 if (!(type_is_ptr_alloc_obj(reg->type) || type_is_non_owning_ref(reg->type)) &&
13868                     WARN_ON_ONCE(reg->off))
13869                         return;
13870
13871                 if (is_null) {
13872                         reg->type = SCALAR_VALUE;
13873                         /* We don't need id and ref_obj_id from this point
13874                          * onwards anymore, thus we should better reset it,
13875                          * so that state pruning has chances to take effect.
13876                          */
13877                         reg->id = 0;
13878                         reg->ref_obj_id = 0;
13879
13880                         return;
13881                 }
13882
13883                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
13884
13885                 if (!reg_may_point_to_spin_lock(reg)) {
13886                         /* For not-NULL ptr, reg->ref_obj_id will be reset
13887                          * in release_reference().
13888                          *
13889                          * reg->id is still used by spin_lock ptr. Other
13890                          * than spin_lock ptr type, reg->id can be reset.
13891                          */
13892                         reg->id = 0;
13893                 }
13894         }
13895 }
13896
13897 /* The logic is similar to find_good_pkt_pointers(), both could eventually
13898  * be folded together at some point.
13899  */
13900 static void mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, u32 regno,
13901                                   bool is_null)
13902 {
13903         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
13904         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
13905         u32 ref_obj_id = regs[regno].ref_obj_id;
13906         u32 id = regs[regno].id;
13907
13908         if (ref_obj_id && ref_obj_id == id && is_null)
13909                 /* regs[regno] is in the " == NULL" branch.
13910                  * No one could have freed the reference state before
13911                  * doing the NULL check.
13912                  */
13913                 WARN_ON_ONCE(release_reference_state(state, id));
13914
13915         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
13916                 mark_ptr_or_null_reg(state, reg, id, is_null);
13917         }));
13918 }
13919
13920 static bool try_match_pkt_pointers(const struct bpf_insn *insn,
13921                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
13922                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
13923                                    struct bpf_verifier_state *this_branch,
13924                                    struct bpf_verifier_state *other_branch)
13925 {
13926         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_X)
13927                 return false;
13928
13929         /* Pointers are always 64-bit. */
13930         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32)
13931                 return false;
13932
13933         switch (BPF_OP(insn->code)) {
13934         case BPF_JGT:
13935                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13936                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13937                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13938                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13939                         /* pkt_data' > pkt_end, pkt_meta' > pkt_data */
13940                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
13941                                                dst_reg->type, false);
13942                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, true);
13943                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
13944                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
13945                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
13946                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
13947                         /* pkt_end > pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
13948                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
13949                                                src_reg->type, true);
13950                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, false);
13951                 } else {
13952                         return false;
13953                 }
13954                 break;
13955         case BPF_JLT:
13956                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13957                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13958                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13959                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13960                         /* pkt_data' < pkt_end, pkt_meta' < pkt_data */
13961                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
13962                                                dst_reg->type, true);
13963                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, false);
13964                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
13965                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
13966                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
13967                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
13968                         /* pkt_end < pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
13969                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
13970                                                src_reg->type, false);
13971                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, true);
13972                 } else {
13973                         return false;
13974                 }
13975                 break;
13976         case BPF_JGE:
13977                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13978                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13979                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13980                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13981                         /* pkt_data' >= pkt_end, pkt_meta' >= pkt_data */
13982                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
13983                                                dst_reg->type, true);
13984                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, false);
13985                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
13986                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
13987                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
13988                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
13989                         /* pkt_end >= pkt_data', pkt_data >= pkt_meta' */
13990                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
13991                                                src_reg->type, false);
13992                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, true);
13993                 } else {
13994                         return false;
13995                 }
13996                 break;
13997         case BPF_JLE:
13998                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13999                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
14000                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
14001                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
14002                         /* pkt_data' <= pkt_end, pkt_meta' <= pkt_data */
14003                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
14004                                                dst_reg->type, false);
14005                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, true);
14006                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
14007                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
14008                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
14009                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
14010                         /* pkt_end <= pkt_data', pkt_data <= pkt_meta' */
14011                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
14012                                                src_reg->type, true);
14013                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, false);
14014                 } else {
14015                         return false;
14016                 }
14017                 break;
14018         default:
14019                 return false;
14020         }
14021
14022         return true;
14023 }
14024
14025 static void find_equal_scalars(struct bpf_verifier_state *vstate,
14026                                struct bpf_reg_state *known_reg)
14027 {
14028         struct bpf_func_state *state;
14029         struct bpf_reg_state *reg;
14030
14031         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
14032                 if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
14033                         copy_register_state(reg, known_reg);
14034         }));
14035 }
14036
14037 static int check_cond_jmp_op(struct bpf_verifier_env *env,
14038                              struct bpf_insn *insn, int *insn_idx)
14039 {
14040         struct bpf_verifier_state *this_branch = env->cur_state;
14041         struct bpf_verifier_state *other_branch;
14042         struct bpf_reg_state *regs = this_branch->frame[this_branch->curframe]->regs;
14043         struct bpf_reg_state *dst_reg, *other_branch_regs, *src_reg = NULL;
14044         struct bpf_reg_state *eq_branch_regs;
14045         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
14046         bool is_jmp32;
14047         int pred = -1;
14048         int err;
14049
14050         /* Only conditional jumps are expected to reach here. */
14051         if (opcode == BPF_JA || opcode > BPF_JSLE) {
14052                 verbose(env, "invalid BPF_JMP/JMP32 opcode %x\n", opcode);
14053                 return -EINVAL;
14054         }
14055
14056         /* check src2 operand */
14057         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
14058         if (err)
14059                 return err;
14060
14061         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
14062         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
14063                 if (insn->imm != 0) {
14064                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
14065                         return -EINVAL;
14066                 }
14067
14068                 /* check src1 operand */
14069                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
14070                 if (err)
14071                         return err;
14072
14073                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
14074                 if (!(reg_is_pkt_pointer_any(dst_reg) && reg_is_pkt_pointer_any(src_reg)) &&
14075                     is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
14076                         verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
14077                                 insn->src_reg);
14078                         return -EACCES;
14079                 }
14080         } else {
14081                 if (insn->src_reg != BPF_REG_0) {
14082                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
14083                         return -EINVAL;
14084                 }
14085         }
14086
14087         is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
14088
14089         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
14090                 pred = is_branch_taken(dst_reg, insn->imm, opcode, is_jmp32);
14091         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
14092                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))) {
14093                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
14094                                        tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
14095                                        opcode,
14096                                        is_jmp32);
14097         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
14098                    !is_jmp32 && tnum_is_const(src_reg->var_off)) {
14099                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
14100                                        src_reg->var_off.value,
14101                                        opcode,
14102                                        is_jmp32);
14103         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
14104                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))) {
14105                 pred = is_branch_taken(src_reg,
14106                                        tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
14107                                        flip_opcode(opcode),
14108                                        is_jmp32);
14109         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
14110                    !is_jmp32 && tnum_is_const(dst_reg->var_off)) {
14111                 pred = is_branch_taken(src_reg,
14112                                        dst_reg->var_off.value,
14113                                        flip_opcode(opcode),
14114                                        is_jmp32);
14115         } else if (reg_is_pkt_pointer_any(dst_reg) &&
14116                    reg_is_pkt_pointer_any(src_reg) &&
14117                    !is_jmp32) {
14118                 pred = is_pkt_ptr_branch_taken(dst_reg, src_reg, opcode);
14119         }
14120
14121         if (pred >= 0) {
14122                 /* If we get here with a dst_reg pointer type it is because
14123                  * above is_branch_taken() special cased the 0 comparison.
14124                  */
14125                 if (!__is_pointer_value(false, dst_reg))
14126                         err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
14127                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && !err &&
14128                     !__is_pointer_value(false, src_reg))
14129                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
14130                 if (err)
14131                         return err;
14132         }
14133
14134         if (pred == 1) {
14135                 /* Only follow the goto, ignore fall-through. If needed, push
14136                  * the fall-through branch for simulation under speculative
14137                  * execution.
14138                  */
14139                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
14140                     !sanitize_speculative_path(env, insn, *insn_idx + 1,
14141                                                *insn_idx))
14142                         return -EFAULT;
14143                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
14144                         print_insn_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
14145                 *insn_idx += insn->off;
14146                 return 0;
14147         } else if (pred == 0) {
14148                 /* Only follow the fall-through branch, since that's where the
14149                  * program will go. If needed, push the goto branch for
14150                  * simulation under speculative execution.
14151                  */
14152                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
14153                     !sanitize_speculative_path(env, insn,
14154                                                *insn_idx + insn->off + 1,
14155                                                *insn_idx))
14156                         return -EFAULT;
14157                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
14158                         print_insn_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
14159                 return 0;
14160         }
14161
14162         other_branch = push_stack(env, *insn_idx + insn->off + 1, *insn_idx,
14163                                   false);
14164         if (!other_branch)
14165                 return -EFAULT;
14166         other_branch_regs = other_branch->frame[other_branch->curframe]->regs;
14167
14168         /* detect if we are comparing against a constant value so we can adjust
14169          * our min/max values for our dst register.
14170          * this is only legit if both are scalars (or pointers to the same
14171          * object, I suppose, see the PTR_MAYBE_NULL related if block below),
14172          * because otherwise the different base pointers mean the offsets aren't
14173          * comparable.
14174          */
14175         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
14176                 struct bpf_reg_state *src_reg = &regs[insn->src_reg];
14177
14178                 if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
14179                     src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
14180                         if (tnum_is_const(src_reg->var_off) ||
14181                             (is_jmp32 &&
14182                              tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))))
14183                                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
14184                                                 dst_reg,
14185                                                 src_reg->var_off.value,
14186                                                 tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
14187                                                 opcode, is_jmp32);
14188                         else if (tnum_is_const(dst_reg->var_off) ||
14189                                  (is_jmp32 &&
14190                                   tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))))
14191                                 reg_set_min_max_inv(&other_branch_regs[insn->src_reg],
14192                                                     src_reg,
14193                                                     dst_reg->var_off.value,
14194                                                     tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
14195                                                     opcode, is_jmp32);
14196                         else if (!is_jmp32 &&
14197                                  (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE))
14198                                 /* Comparing for equality, we can combine knowledge */
14199                                 reg_combine_min_max(&other_branch_regs[insn->src_reg],
14200                                                     &other_branch_regs[insn->dst_reg],
14201                                                     src_reg, dst_reg, opcode);
14202                         if (src_reg->id &&
14203                             !WARN_ON_ONCE(src_reg->id != other_branch_regs[insn->src_reg].id)) {
14204                                 find_equal_scalars(this_branch, src_reg);
14205                                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->src_reg]);
14206                         }
14207
14208                 }
14209         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE) {
14210                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
14211                                         dst_reg, insn->imm, (u32)insn->imm,
14212                                         opcode, is_jmp32);
14213         }
14214
14215         if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE && dst_reg->id &&
14216             !WARN_ON_ONCE(dst_reg->id != other_branch_regs[insn->dst_reg].id)) {
14217                 find_equal_scalars(this_branch, dst_reg);
14218                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->dst_reg]);
14219         }
14220
14221         /* if one pointer register is compared to another pointer
14222          * register check if PTR_MAYBE_NULL could be lifted.
14223          * E.g. register A - maybe null
14224          *      register B - not null
14225          * for JNE A, B, ... - A is not null in the false branch;
14226          * for JEQ A, B, ... - A is not null in the true branch.
14227          *
14228          * Since PTR_TO_BTF_ID points to a kernel struct that does
14229          * not need to be null checked by the BPF program, i.e.,
14230          * could be null even without PTR_MAYBE_NULL marking, so
14231          * only propagate nullness when neither reg is that type.
14232          */
14233         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
14234             __is_pointer_value(false, src_reg) && __is_pointer_value(false, dst_reg) &&
14235             type_may_be_null(src_reg->type) != type_may_be_null(dst_reg->type) &&
14236             base_type(src_reg->type) != PTR_TO_BTF_ID &&
14237             base_type(dst_reg->type) != PTR_TO_BTF_ID) {
14238                 eq_branch_regs = NULL;
14239                 switch (opcode) {
14240                 case BPF_JEQ:
14241                         eq_branch_regs = other_branch_regs;
14242                         break;
14243                 case BPF_JNE:
14244                         eq_branch_regs = regs;
14245                         break;
14246                 default:
14247                         /* do nothing */
14248                         break;
14249                 }
14250                 if (eq_branch_regs) {
14251                         if (type_may_be_null(src_reg->type))
14252                                 mark_ptr_not_null_reg(&eq_branch_regs[insn->src_reg]);
14253                         else
14254                                 mark_ptr_not_null_reg(&eq_branch_regs[insn->dst_reg]);
14255                 }
14256         }
14257
14258         /* detect if R == 0 where R is returned from bpf_map_lookup_elem().
14259          * NOTE: these optimizations below are related with pointer comparison
14260          *       which will never be JMP32.
14261          */
14262         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
14263             insn->imm == 0 && (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
14264             type_may_be_null(dst_reg->type)) {
14265                 /* Mark all identical registers in each branch as either
14266                  * safe or unknown depending R == 0 or R != 0 conditional.
14267                  */
14268                 mark_ptr_or_null_regs(this_branch, insn->dst_reg,
14269                                       opcode == BPF_JNE);
14270                 mark_ptr_or_null_regs(other_branch, insn->dst_reg,
14271                                       opcode == BPF_JEQ);
14272         } else if (!try_match_pkt_pointers(insn, dst_reg, &regs[insn->src_reg],
14273                                            this_branch, other_branch) &&
14274                    is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
14275                 verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
14276                         insn->dst_reg);
14277                 return -EACCES;
14278         }
14279         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
14280                 print_insn_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
14281         return 0;
14282 }
14283
14284 /* verify BPF_LD_IMM64 instruction */
14285 static int check_ld_imm(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
14286 {
14287         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
14288         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
14289         struct bpf_reg_state *dst_reg;
14290         struct bpf_map *map;
14291         int err;
14292
14293         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
14294                 verbose(env, "invalid BPF_LD_IMM insn\n");
14295                 return -EINVAL;
14296         }
14297         if (insn->off != 0) {
14298                 verbose(env, "BPF_LD_IMM64 uses reserved fields\n");
14299                 return -EINVAL;
14300         }
14301
14302         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
14303         if (err)
14304                 return err;
14305
14306         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
14307         if (insn->src_reg == 0) {
14308                 u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
14309
14310                 dst_reg->type = SCALAR_VALUE;
14311                 __mark_reg_known(&regs[insn->dst_reg], imm);
14312                 return 0;
14313         }
14314
14315         /* All special src_reg cases are listed below. From this point onwards
14316          * we either succeed and assign a corresponding dst_reg->type after
14317          * zeroing the offset, or fail and reject the program.
14318          */
14319         mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
14320
14321         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
14322                 dst_reg->type = aux->btf_var.reg_type;
14323                 switch (base_type(dst_reg->type)) {
14324                 case PTR_TO_MEM:
14325                         dst_reg->mem_size = aux->btf_var.mem_size;
14326                         break;
14327                 case PTR_TO_BTF_ID:
14328                         dst_reg->btf = aux->btf_var.btf;
14329                         dst_reg->btf_id = aux->btf_var.btf_id;
14330                         break;
14331                 default:
14332                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14333                         return -EFAULT;
14334                 }
14335                 return 0;
14336         }
14337
14338         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
14339                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
14340                 u32 subprogno = find_subprog(env,
14341                                              env->insn_idx + insn->imm + 1);
14342
14343                 if (!aux->func_info) {
14344                         verbose(env, "missing btf func_info\n");
14345                         return -EINVAL;
14346                 }
14347                 if (aux->func_info_aux[subprogno].linkage != BTF_FUNC_STATIC) {
14348                         verbose(env, "callback function not static\n");
14349                         return -EINVAL;
14350                 }
14351
14352                 dst_reg->type = PTR_TO_FUNC;
14353                 dst_reg->subprogno = subprogno;
14354                 return 0;
14355         }
14356
14357         map = env->used_maps[aux->map_index];
14358         dst_reg->map_ptr = map;
14359
14360         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_VALUE ||
14361             insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE) {
14362                 dst_reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
14363                 dst_reg->off = aux->map_off;
14364                 WARN_ON_ONCE(map->max_entries != 1);
14365                 /* We want reg->id to be same (0) as map_value is not distinct */
14366         } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
14367                    insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
14368                 dst_reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
14369         } else {
14370                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14371                 return -EINVAL;
14372         }
14373
14374         return 0;
14375 }
14376
14377 static bool may_access_skb(enum bpf_prog_type type)
14378 {
14379         switch (type) {
14380         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
14381         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
14382         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
14383                 return true;
14384         default:
14385                 return false;
14386         }
14387 }
14388
14389 /* verify safety of LD_ABS|LD_IND instructions:
14390  * - they can only appear in the programs where ctx == skb
14391  * - since they are wrappers of function calls, they scratch R1-R5 registers,
14392  *   preserve R6-R9, and store return value into R0
14393  *
14394  * Implicit input:
14395  *   ctx == skb == R6 == CTX
14396  *
14397  * Explicit input:
14398  *   SRC == any register
14399  *   IMM == 32-bit immediate
14400  *
14401  * Output:
14402  *   R0 - 8/16/32-bit skb data converted to cpu endianness
14403  */
14404 static int check_ld_abs(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
14405 {
14406         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
14407         static const int ctx_reg = BPF_REG_6;
14408         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
14409         int i, err;
14410
14411         if (!may_access_skb(resolve_prog_type(env->prog))) {
14412                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions not allowed for this program type\n");
14413                 return -EINVAL;
14414         }
14415
14416         if (!env->ops->gen_ld_abs) {
14417                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14418                 return -EINVAL;
14419         }
14420
14421         if (insn->dst_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
14422             BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW ||
14423             (mode == BPF_ABS && insn->src_reg != BPF_REG_0)) {
14424                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] uses reserved fields\n");
14425                 return -EINVAL;
14426         }
14427
14428         /* check whether implicit source operand (register R6) is readable */
14429         err = check_reg_arg(env, ctx_reg, SRC_OP);
14430         if (err)
14431                 return err;
14432
14433         /* Disallow usage of BPF_LD_[ABS|IND] with reference tracking, as
14434          * gen_ld_abs() may terminate the program at runtime, leading to
14435          * reference leak.
14436          */
14437         err = check_reference_leak(env);
14438         if (err) {
14439                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be mixed with socket references\n");
14440                 return err;
14441         }
14442
14443         if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
14444                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_spin_lock-ed region\n");
14445                 return -EINVAL;
14446         }
14447
14448         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
14449                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_rcu_read_lock-ed region\n");
14450                 return -EINVAL;
14451         }
14452
14453         if (regs[ctx_reg].type != PTR_TO_CTX) {
14454                 verbose(env,
14455                         "at the time of BPF_LD_ABS|IND R6 != pointer to skb\n");
14456                 return -EINVAL;
14457         }
14458
14459         if (mode == BPF_IND) {
14460                 /* check explicit source operand */
14461                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
14462                 if (err)
14463                         return err;
14464         }
14465
14466         err = check_ptr_off_reg(env, &regs[ctx_reg], ctx_reg);
14467         if (err < 0)
14468                 return err;
14469
14470         /* reset caller saved regs to unreadable */
14471         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
14472                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
14473                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
14474         }
14475
14476         /* mark destination R0 register as readable, since it contains
14477          * the value fetched from the packet.
14478          * Already marked as written above.
14479          */
14480         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
14481         /* ld_abs load up to 32-bit skb data. */
14482         regs[BPF_REG_0].subreg_def = env->insn_idx + 1;
14483         return 0;
14484 }
14485
14486 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env)
14487 {
14488         struct tnum enforce_attach_type_range = tnum_unknown;
14489         const struct bpf_prog *prog = env->prog;
14490         struct bpf_reg_state *reg;
14491         struct tnum range = tnum_range(0, 1), const_0 = tnum_const(0);
14492         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
14493         int err;
14494         struct bpf_func_state *frame = env->cur_state->frame[0];
14495         const bool is_subprog = frame->subprogno;
14496
14497         /* LSM and struct_ops func-ptr's return type could be "void" */
14498         if (!is_subprog) {
14499                 switch (prog_type) {
14500                 case BPF_PROG_TYPE_LSM:
14501                         if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP)
14502                                 /* See below, can be 0 or 0-1 depending on hook. */
14503                                 break;
14504                         fallthrough;
14505                 case BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS:
14506                         if (!prog->aux->attach_func_proto->type)
14507                                 return 0;
14508                         break;
14509                 default:
14510                         break;
14511                 }
14512         }
14513
14514         /* eBPF calling convention is such that R0 is used
14515          * to return the value from eBPF program.
14516          * Make sure that it's readable at this time
14517          * of bpf_exit, which means that program wrote
14518          * something into it earlier
14519          */
14520         err = check_reg_arg(env, BPF_REG_0, SRC_OP);
14521         if (err)
14522                 return err;
14523
14524         if (is_pointer_value(env, BPF_REG_0)) {
14525                 verbose(env, "R0 leaks addr as return value\n");
14526                 return -EACCES;
14527         }
14528
14529         reg = cur_regs(env) + BPF_REG_0;
14530
14531         if (frame->in_async_callback_fn) {
14532                 /* enforce return zero from async callbacks like timer */
14533                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
14534                         verbose(env, "In async callback the register R0 is not a known value (%s)\n",
14535                                 reg_type_str(env, reg->type));
14536                         return -EINVAL;
14537                 }
14538
14539                 if (!tnum_in(const_0, reg->var_off)) {
14540                         verbose_invalid_scalar(env, reg, &const_0, "async callback", "R0");
14541                         return -EINVAL;
14542                 }
14543                 return 0;
14544         }
14545
14546         if (is_subprog) {
14547                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
14548                         verbose(env, "At subprogram exit the register R0 is not a scalar value (%s)\n",
14549                                 reg_type_str(env, reg->type));
14550                         return -EINVAL;
14551                 }
14552                 return 0;
14553         }
14554
14555         switch (prog_type) {
14556         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR:
14557                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP4_RECVMSG ||
14558                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP6_RECVMSG ||
14559                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETPEERNAME ||
14560                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETPEERNAME ||
14561                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETSOCKNAME ||
14562                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETSOCKNAME)
14563                         range = tnum_range(1, 1);
14564                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_BIND ||
14565                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_BIND)
14566                         range = tnum_range(0, 3);
14567                 break;
14568         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
14569                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET_EGRESS) {
14570                         range = tnum_range(0, 3);
14571                         enforce_attach_type_range = tnum_range(2, 3);
14572                 }
14573                 break;
14574         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK:
14575         case BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS:
14576         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE:
14577         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SYSCTL:
14578         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
14579                 break;
14580         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
14581                 if (!env->prog->aux->attach_btf_id)
14582                         return 0;
14583                 range = tnum_const(0);
14584                 break;
14585         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
14586                 switch (env->prog->expected_attach_type) {
14587                 case BPF_TRACE_FENTRY:
14588                 case BPF_TRACE_FEXIT:
14589                         range = tnum_const(0);
14590                         break;
14591                 case BPF_TRACE_RAW_TP:
14592                 case BPF_MODIFY_RETURN:
14593                         return 0;
14594                 case BPF_TRACE_ITER:
14595                         break;
14596                 default:
14597                         return -ENOTSUPP;
14598                 }
14599                 break;
14600         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
14601                 range = tnum_range(SK_DROP, SK_PASS);
14602                 break;
14603
14604         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
14605                 if (env->prog->expected_attach_type != BPF_LSM_CGROUP) {
14606                         /* Regular BPF_PROG_TYPE_LSM programs can return
14607                          * any value.
14608                          */
14609                         return 0;
14610                 }
14611                 if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
14612                         /* Make sure programs that attach to void
14613                          * hooks don't try to modify return value.
14614                          */
14615                         range = tnum_range(1, 1);
14616                 }
14617                 break;
14618
14619         case BPF_PROG_TYPE_NETFILTER:
14620                 range = tnum_range(NF_DROP, NF_ACCEPT);
14621                 break;
14622         case BPF_PROG_TYPE_EXT:
14623                 /* freplace program can return anything as its return value
14624                  * depends on the to-be-replaced kernel func or bpf program.
14625                  */
14626         default:
14627                 return 0;
14628         }
14629
14630         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
14631                 verbose(env, "At program exit the register R0 is not a known value (%s)\n",
14632                         reg_type_str(env, reg->type));
14633                 return -EINVAL;
14634         }
14635
14636         if (!tnum_in(range, reg->var_off)) {
14637                 verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "program exit", "R0");
14638                 if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP &&
14639                     prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
14640                     !prog->aux->attach_func_proto->type)
14641                         verbose(env, "Note, BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
14642                 return -EINVAL;
14643         }
14644
14645         if (!tnum_is_unknown(enforce_attach_type_range) &&
14646             tnum_in(enforce_attach_type_range, reg->var_off))
14647                 env->prog->enforce_expected_attach_type = 1;
14648         return 0;
14649 }
14650
14651 /* non-recursive DFS pseudo code
14652  * 1  procedure DFS-iterative(G,v):
14653  * 2      label v as discovered
14654  * 3      let S be a stack
14655  * 4      S.push(v)
14656  * 5      while S is not empty
14657  * 6            t <- S.peek()
14658  * 7            if t is what we're looking for:
14659  * 8                return t
14660  * 9            for all edges e in G.adjacentEdges(t) do
14661  * 10               if edge e is already labelled
14662  * 11                   continue with the next edge
14663  * 12               w <- G.adjacentVertex(t,e)
14664  * 13               if vertex w is not discovered and not explored
14665  * 14                   label e as tree-edge
14666  * 15                   label w as discovered
14667  * 16                   S.push(w)
14668  * 17                   continue at 5
14669  * 18               else if vertex w is discovered
14670  * 19                   label e as back-edge
14671  * 20               else
14672  * 21                   // vertex w is explored
14673  * 22                   label e as forward- or cross-edge
14674  * 23           label t as explored
14675  * 24           S.pop()
14676  *
14677  * convention:
14678  * 0x10 - discovered
14679  * 0x11 - discovered and fall-through edge labelled
14680  * 0x12 - discovered and fall-through and branch edges labelled
14681  * 0x20 - explored
14682  */
14683
14684 enum {
14685         DISCOVERED = 0x10,
14686         EXPLORED = 0x20,
14687         FALLTHROUGH = 1,
14688         BRANCH = 2,
14689 };
14690
14691 static u32 state_htab_size(struct bpf_verifier_env *env)
14692 {
14693         return env->prog->len;
14694 }
14695
14696 static struct bpf_verifier_state_list **explored_state(
14697                                         struct bpf_verifier_env *env,
14698                                         int idx)
14699 {
14700         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
14701         struct bpf_func_state *state = cur->frame[cur->curframe];
14702
14703         return &env->explored_states[(idx ^ state->callsite) % state_htab_size(env)];
14704 }
14705
14706 static void mark_prune_point(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
14707 {
14708         env->insn_aux_data[idx].prune_point = true;
14709 }
14710
14711 static bool is_prune_point(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
14712 {
14713         return env->insn_aux_data[insn_idx].prune_point;
14714 }
14715
14716 static void mark_force_checkpoint(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
14717 {
14718         env->insn_aux_data[idx].force_checkpoint = true;
14719 }
14720
14721 static bool is_force_checkpoint(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
14722 {
14723         return env->insn_aux_data[insn_idx].force_checkpoint;
14724 }
14725
14726
14727 enum {
14728         DONE_EXPLORING = 0,
14729         KEEP_EXPLORING = 1,
14730 };
14731
14732 /* t, w, e - match pseudo-code above:
14733  * t - index of current instruction
14734  * w - next instruction
14735  * e - edge
14736  */
14737 static int push_insn(int t, int w, int e, struct bpf_verifier_env *env,
14738                      bool loop_ok)
14739 {
14740         int *insn_stack = env->cfg.insn_stack;
14741         int *insn_state = env->cfg.insn_state;
14742
14743         if (e == FALLTHROUGH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | FALLTHROUGH))
14744                 return DONE_EXPLORING;
14745
14746         if (e == BRANCH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | BRANCH))
14747                 return DONE_EXPLORING;
14748
14749         if (w < 0 || w >= env->prog->len) {
14750                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
14751                 verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", t, w);
14752                 return -EINVAL;
14753         }
14754
14755         if (e == BRANCH) {
14756                 /* mark branch target for state pruning */
14757                 mark_prune_point(env, w);
14758                 mark_jmp_point(env, w);
14759         }
14760
14761         if (insn_state[w] == 0) {
14762                 /* tree-edge */
14763                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
14764                 insn_state[w] = DISCOVERED;
14765                 if (env->cfg.cur_stack >= env->prog->len)
14766                         return -E2BIG;
14767                 insn_stack[env->cfg.cur_stack++] = w;
14768                 return KEEP_EXPLORING;
14769         } else if ((insn_state[w] & 0xF0) == DISCOVERED) {
14770                 if (loop_ok && env->bpf_capable)
14771                         return DONE_EXPLORING;
14772                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
14773                 verbose_linfo(env, w, "%d: ", w);
14774                 verbose(env, "back-edge from insn %d to %d\n", t, w);
14775                 return -EINVAL;
14776         } else if (insn_state[w] == EXPLORED) {
14777                 /* forward- or cross-edge */
14778                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
14779         } else {
14780                 verbose(env, "insn state internal bug\n");
14781                 return -EFAULT;
14782         }
14783         return DONE_EXPLORING;
14784 }
14785
14786 static int visit_func_call_insn(int t, struct bpf_insn *insns,
14787                                 struct bpf_verifier_env *env,
14788                                 bool visit_callee)
14789 {
14790         int ret;
14791
14792         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
14793         if (ret)
14794                 return ret;
14795
14796         mark_prune_point(env, t + 1);
14797         /* when we exit from subprog, we need to record non-linear history */
14798         mark_jmp_point(env, t + 1);
14799
14800         if (visit_callee) {
14801                 mark_prune_point(env, t);
14802                 ret = push_insn(t, t + insns[t].imm + 1, BRANCH, env,
14803                                 /* It's ok to allow recursion from CFG point of
14804                                  * view. __check_func_call() will do the actual
14805                                  * check.
14806                                  */
14807                                 bpf_pseudo_func(insns + t));
14808         }
14809         return ret;
14810 }
14811
14812 /* Visits the instruction at index t and returns one of the following:
14813  *  < 0 - an error occurred
14814  *  DONE_EXPLORING - the instruction was fully explored
14815  *  KEEP_EXPLORING - there is still work to be done before it is fully explored
14816  */
14817 static int visit_insn(int t, struct bpf_verifier_env *env)
14818 {
14819         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi, *insn = &insns[t];
14820         int ret, off;
14821
14822         if (bpf_pseudo_func(insn))
14823                 return visit_func_call_insn(t, insns, env, true);
14824
14825         /* All non-branch instructions have a single fall-through edge. */
14826         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_JMP &&
14827             BPF_CLASS(insn->code) != BPF_JMP32)
14828                 return push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
14829
14830         switch (BPF_OP(insn->code)) {
14831         case BPF_EXIT:
14832                 return DONE_EXPLORING;
14833
14834         case BPF_CALL:
14835                 if (insn->src_reg == 0 && insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback)
14836                         /* Mark this call insn as a prune point to trigger
14837                          * is_state_visited() check before call itself is
14838                          * processed by __check_func_call(). Otherwise new
14839                          * async state will be pushed for further exploration.
14840                          */
14841                         mark_prune_point(env, t);
14842                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
14843                         struct bpf_kfunc_call_arg_meta meta;
14844
14845                         ret = fetch_kfunc_meta(env, insn, &meta, NULL);
14846                         if (ret == 0 && is_iter_next_kfunc(&meta)) {
14847                                 mark_prune_point(env, t);
14848                                 /* Checking and saving state checkpoints at iter_next() call
14849                                  * is crucial for fast convergence of open-coded iterator loop
14850                                  * logic, so we need to force it. If we don't do that,
14851                                  * is_state_visited() might skip saving a checkpoint, causing
14852                                  * unnecessarily long sequence of not checkpointed
14853                                  * instructions and jumps, leading to exhaustion of jump
14854                                  * history buffer, and potentially other undesired outcomes.
14855                                  * It is expected that with correct open-coded iterators
14856                                  * convergence will happen quickly, so we don't run a risk of
14857                                  * exhausting memory.
14858                                  */
14859                                 mark_force_checkpoint(env, t);
14860                         }
14861                 }
14862                 return visit_func_call_insn(t, insns, env, insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL);
14863
14864         case BPF_JA:
14865                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K)
14866                         return -EINVAL;
14867
14868                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP)
14869                         off = insn->off;
14870                 else
14871                         off = insn->imm;
14872
14873                 /* unconditional jump with single edge */
14874                 ret = push_insn(t, t + off + 1, FALLTHROUGH, env,
14875                                 true);
14876                 if (ret)
14877                         return ret;
14878
14879                 mark_prune_point(env, t + off + 1);
14880                 mark_jmp_point(env, t + off + 1);
14881
14882                 return ret;
14883
14884         default:
14885                 /* conditional jump with two edges */
14886                 mark_prune_point(env, t);
14887
14888                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, true);
14889                 if (ret)
14890                         return ret;
14891
14892                 return push_insn(t, t + insn->off + 1, BRANCH, env, true);
14893         }
14894 }
14895
14896 /* non-recursive depth-first-search to detect loops in BPF program
14897  * loop == back-edge in directed graph
14898  */
14899 static int check_cfg(struct bpf_verifier_env *env)
14900 {
14901         int insn_cnt = env->prog->len;
14902         int *insn_stack, *insn_state;
14903         int ret = 0;
14904         int i;
14905
14906         insn_state = env->cfg.insn_state = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
14907         if (!insn_state)
14908                 return -ENOMEM;
14909
14910         insn_stack = env->cfg.insn_stack = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
14911         if (!insn_stack) {
14912                 kvfree(insn_state);
14913                 return -ENOMEM;
14914         }
14915
14916         insn_state[0] = DISCOVERED; /* mark 1st insn as discovered */
14917         insn_stack[0] = 0; /* 0 is the first instruction */
14918         env->cfg.cur_stack = 1;
14919
14920         while (env->cfg.cur_stack > 0) {
14921                 int t = insn_stack[env->cfg.cur_stack - 1];
14922
14923                 ret = visit_insn(t, env);
14924                 switch (ret) {
14925                 case DONE_EXPLORING:
14926                         insn_state[t] = EXPLORED;
14927                         env->cfg.cur_stack--;
14928                         break;
14929                 case KEEP_EXPLORING:
14930                         break;
14931                 default:
14932                         if (ret > 0) {
14933                                 verbose(env, "visit_insn internal bug\n");
14934                                 ret = -EFAULT;
14935                         }
14936                         goto err_free;
14937                 }
14938         }
14939
14940         if (env->cfg.cur_stack < 0) {
14941                 verbose(env, "pop stack internal bug\n");
14942                 ret = -EFAULT;
14943                 goto err_free;
14944         }
14945
14946         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
14947                 if (insn_state[i] != EXPLORED) {
14948                         verbose(env, "unreachable insn %d\n", i);
14949                         ret = -EINVAL;
14950                         goto err_free;
14951                 }
14952         }
14953         ret = 0; /* cfg looks good */
14954
14955 err_free:
14956         kvfree(insn_state);
14957         kvfree(insn_stack);
14958         env->cfg.insn_state = env->cfg.insn_stack = NULL;
14959         return ret;
14960 }
14961
14962 static int check_abnormal_return(struct bpf_verifier_env *env)
14963 {
14964         int i;
14965
14966         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
14967                 if (env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
14968                         verbose(env, "LD_ABS is not allowed in subprogs without BTF\n");
14969                         return -EINVAL;
14970                 }
14971                 if (env->subprog_info[i].has_tail_call) {
14972                         verbose(env, "tail_call is not allowed in subprogs without BTF\n");
14973                         return -EINVAL;
14974                 }
14975         }
14976         return 0;
14977 }
14978
14979 /* The minimum supported BTF func info size */
14980 #define MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE   8
14981 #define MAX_FUNCINFO_REC_SIZE   252
14982
14983 static int check_btf_func(struct bpf_verifier_env *env,
14984                           const union bpf_attr *attr,
14985                           bpfptr_t uattr)
14986 {
14987         const struct btf_type *type, *func_proto, *ret_type;
14988         u32 i, nfuncs, urec_size, min_size;
14989         u32 krec_size = sizeof(struct bpf_func_info);
14990         struct bpf_func_info *krecord;
14991         struct bpf_func_info_aux *info_aux = NULL;
14992         struct bpf_prog *prog;
14993         const struct btf *btf;
14994         bpfptr_t urecord;
14995         u32 prev_offset = 0;
14996         bool scalar_return;
14997         int ret = -ENOMEM;
14998
14999         nfuncs = attr->func_info_cnt;
15000         if (!nfuncs) {
15001                 if (check_abnormal_return(env))
15002                         return -EINVAL;
15003                 return 0;
15004         }
15005
15006         if (nfuncs != env->subprog_cnt) {
15007                 verbose(env, "number of funcs in func_info doesn't match number of subprogs\n");
15008                 return -EINVAL;
15009         }
15010
15011         urec_size = attr->func_info_rec_size;
15012         if (urec_size < MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE ||
15013             urec_size > MAX_FUNCINFO_REC_SIZE ||
15014             urec_size % sizeof(u32)) {
15015                 verbose(env, "invalid func info rec size %u\n", urec_size);
15016                 return -EINVAL;
15017         }
15018
15019         prog = env->prog;
15020         btf = prog->aux->btf;
15021
15022         urecord = make_bpfptr(attr->func_info, uattr.is_kernel);
15023         min_size = min_t(u32, krec_size, urec_size);
15024
15025         krecord = kvcalloc(nfuncs, krec_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
15026         if (!krecord)
15027                 return -ENOMEM;
15028         info_aux = kcalloc(nfuncs, sizeof(*info_aux), GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
15029         if (!info_aux)
15030                 goto err_free;
15031
15032         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
15033                 ret = bpf_check_uarg_tail_zero(urecord, krec_size, urec_size);
15034                 if (ret) {
15035                         if (ret == -E2BIG) {
15036                                 verbose(env, "nonzero tailing record in func info");
15037                                 /* set the size kernel expects so loader can zero
15038                                  * out the rest of the record.
15039                                  */
15040                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
15041                                                           offsetof(union bpf_attr, func_info_rec_size),
15042                                                           &min_size, sizeof(min_size)))
15043                                         ret = -EFAULT;
15044                         }
15045                         goto err_free;
15046                 }
15047
15048                 if (copy_from_bpfptr(&krecord[i], urecord, min_size)) {
15049                         ret = -EFAULT;
15050                         goto err_free;
15051                 }
15052
15053                 /* check insn_off */
15054                 ret = -EINVAL;
15055                 if (i == 0) {
15056                         if (krecord[i].insn_off) {
15057                                 verbose(env,
15058                                         "nonzero insn_off %u for the first func info record",
15059                                         krecord[i].insn_off);
15060                                 goto err_free;
15061                         }
15062                 } else if (krecord[i].insn_off <= prev_offset) {
15063                         verbose(env,
15064                                 "same or smaller insn offset (%u) than previous func info record (%u)",
15065                                 krecord[i].insn_off, prev_offset);
15066                         goto err_free;
15067                 }
15068
15069                 if (env->subprog_info[i].start != krecord[i].insn_off) {
15070                         verbose(env, "func_info BTF section doesn't match subprog layout in BPF program\n");
15071                         goto err_free;
15072                 }
15073
15074                 /* check type_id */
15075                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
15076                 if (!type || !btf_type_is_func(type)) {
15077                         verbose(env, "invalid type id %d in func info",
15078                                 krecord[i].type_id);
15079                         goto err_free;
15080                 }
15081                 info_aux[i].linkage = BTF_INFO_VLEN(type->info);
15082
15083                 func_proto = btf_type_by_id(btf, type->type);
15084                 if (unlikely(!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)))
15085                         /* btf_func_check() already verified it during BTF load */
15086                         goto err_free;
15087                 ret_type = btf_type_skip_modifiers(btf, func_proto->type, NULL);
15088                 scalar_return =
15089                         btf_type_is_small_int(ret_type) || btf_is_any_enum(ret_type);
15090                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
15091                         verbose(env, "LD_ABS is only allowed in functions that return 'int'.\n");
15092                         goto err_free;
15093                 }
15094                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_tail_call) {
15095                         verbose(env, "tail_call is only allowed in functions that return 'int'.\n");
15096                         goto err_free;
15097                 }
15098
15099                 prev_offset = krecord[i].insn_off;
15100                 bpfptr_add(&urecord, urec_size);
15101         }
15102
15103         prog->aux->func_info = krecord;
15104         prog->aux->func_info_cnt = nfuncs;
15105         prog->aux->func_info_aux = info_aux;
15106         return 0;
15107
15108 err_free:
15109         kvfree(krecord);
15110         kfree(info_aux);
15111         return ret;
15112 }
15113
15114 static void adjust_btf_func(struct bpf_verifier_env *env)
15115 {
15116         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
15117         int i;
15118
15119         if (!aux->func_info)
15120                 return;
15121
15122         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
15123                 aux->func_info[i].insn_off = env->subprog_info[i].start;
15124 }
15125
15126 #define MIN_BPF_LINEINFO_SIZE   offsetofend(struct bpf_line_info, line_col)
15127 #define MAX_LINEINFO_REC_SIZE   MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
15128
15129 static int check_btf_line(struct bpf_verifier_env *env,
15130                           const union bpf_attr *attr,
15131                           bpfptr_t uattr)
15132 {
15133         u32 i, s, nr_linfo, ncopy, expected_size, rec_size, prev_offset = 0;
15134         struct bpf_subprog_info *sub;
15135         struct bpf_line_info *linfo;
15136         struct bpf_prog *prog;
15137         const struct btf *btf;
15138         bpfptr_t ulinfo;
15139         int err;
15140
15141         nr_linfo = attr->line_info_cnt;
15142         if (!nr_linfo)
15143                 return 0;
15144         if (nr_linfo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_line_info))
15145                 return -EINVAL;
15146
15147         rec_size = attr->line_info_rec_size;
15148         if (rec_size < MIN_BPF_LINEINFO_SIZE ||
15149             rec_size > MAX_LINEINFO_REC_SIZE ||
15150             rec_size & (sizeof(u32) - 1))
15151                 return -EINVAL;
15152
15153         /* Need to zero it in case the userspace may
15154          * pass in a smaller bpf_line_info object.
15155          */
15156         linfo = kvcalloc(nr_linfo, sizeof(struct bpf_line_info),
15157                          GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
15158         if (!linfo)
15159                 return -ENOMEM;
15160
15161         prog = env->prog;
15162         btf = prog->aux->btf;
15163
15164         s = 0;
15165         sub = env->subprog_info;
15166         ulinfo = make_bpfptr(attr->line_info, uattr.is_kernel);
15167         expected_size = sizeof(struct bpf_line_info);
15168         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
15169         for (i = 0; i < nr_linfo; i++) {
15170                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(ulinfo, expected_size, rec_size);
15171                 if (err) {
15172                         if (err == -E2BIG) {
15173                                 verbose(env, "nonzero tailing record in line_info");
15174                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
15175                                                           offsetof(union bpf_attr, line_info_rec_size),
15176                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
15177                                         err = -EFAULT;
15178                         }
15179                         goto err_free;
15180                 }
15181
15182                 if (copy_from_bpfptr(&linfo[i], ulinfo, ncopy)) {
15183                         err = -EFAULT;
15184                         goto err_free;
15185                 }
15186
15187                 /*
15188                  * Check insn_off to ensure
15189                  * 1) strictly increasing AND
15190                  * 2) bounded by prog->len
15191                  *
15192                  * The linfo[0].insn_off == 0 check logically falls into
15193                  * the later "missing bpf_line_info for func..." case
15194                  * because the first linfo[0].insn_off must be the
15195                  * first sub also and the first sub must have
15196                  * subprog_info[0].start == 0.
15197                  */
15198                 if ((i && linfo[i].insn_off <= prev_offset) ||
15199                     linfo[i].insn_off >= prog->len) {
15200                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].insn_off:%u (prev_offset:%u prog->len:%u)\n",
15201                                 i, linfo[i].insn_off, prev_offset,
15202                                 prog->len);
15203                         err = -EINVAL;
15204                         goto err_free;
15205                 }
15206
15207                 if (!prog->insnsi[linfo[i].insn_off].code) {
15208                         verbose(env,
15209                                 "Invalid insn code at line_info[%u].insn_off\n",
15210                                 i);
15211                         err = -EINVAL;
15212                         goto err_free;
15213                 }
15214
15215                 if (!btf_name_by_offset(btf, linfo[i].line_off) ||
15216                     !btf_name_by_offset(btf, linfo[i].file_name_off)) {
15217                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].line_off or .file_name_off\n", i);
15218                         err = -EINVAL;
15219                         goto err_free;
15220                 }
15221
15222                 if (s != env->subprog_cnt) {
15223                         if (linfo[i].insn_off == sub[s].start) {
15224                                 sub[s].linfo_idx = i;
15225                                 s++;
15226                         } else if (sub[s].start < linfo[i].insn_off) {
15227                                 verbose(env, "missing bpf_line_info for func#%u\n", s);
15228                                 err = -EINVAL;
15229                                 goto err_free;
15230                         }
15231                 }
15232
15233                 prev_offset = linfo[i].insn_off;
15234                 bpfptr_add(&ulinfo, rec_size);
15235         }
15236
15237         if (s != env->subprog_cnt) {
15238                 verbose(env, "missing bpf_line_info for %u funcs starting from func#%u\n",
15239                         env->subprog_cnt - s, s);
15240                 err = -EINVAL;
15241                 goto err_free;
15242         }
15243
15244         prog->aux->linfo = linfo;
15245         prog->aux->nr_linfo = nr_linfo;
15246
15247         return 0;
15248
15249 err_free:
15250         kvfree(linfo);
15251         return err;
15252 }
15253
15254 #define MIN_CORE_RELO_SIZE      sizeof(struct bpf_core_relo)
15255 #define MAX_CORE_RELO_SIZE      MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
15256
15257 static int check_core_relo(struct bpf_verifier_env *env,
15258                            const union bpf_attr *attr,
15259                            bpfptr_t uattr)
15260 {
15261         u32 i, nr_core_relo, ncopy, expected_size, rec_size;
15262         struct bpf_core_relo core_relo = {};
15263         struct bpf_prog *prog = env->prog;
15264         const struct btf *btf = prog->aux->btf;
15265         struct bpf_core_ctx ctx = {
15266                 .log = &env->log,
15267                 .btf = btf,
15268         };
15269         bpfptr_t u_core_relo;
15270         int err;
15271
15272         nr_core_relo = attr->core_relo_cnt;
15273         if (!nr_core_relo)
15274                 return 0;
15275         if (nr_core_relo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_core_relo))
15276                 return -EINVAL;
15277
15278         rec_size = attr->core_relo_rec_size;
15279         if (rec_size < MIN_CORE_RELO_SIZE ||
15280             rec_size > MAX_CORE_RELO_SIZE ||
15281             rec_size % sizeof(u32))
15282                 return -EINVAL;
15283
15284         u_core_relo = make_bpfptr(attr->core_relos, uattr.is_kernel);
15285         expected_size = sizeof(struct bpf_core_relo);
15286         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
15287
15288         /* Unlike func_info and line_info, copy and apply each CO-RE
15289          * relocation record one at a time.
15290          */
15291         for (i = 0; i < nr_core_relo; i++) {
15292                 /* future proofing when sizeof(bpf_core_relo) changes */
15293                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(u_core_relo, expected_size, rec_size);
15294                 if (err) {
15295                         if (err == -E2BIG) {
15296                                 verbose(env, "nonzero tailing record in core_relo");
15297                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
15298                                                           offsetof(union bpf_attr, core_relo_rec_size),
15299                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
15300                                         err = -EFAULT;
15301                         }
15302                         break;
15303                 }
15304
15305                 if (copy_from_bpfptr(&core_relo, u_core_relo, ncopy)) {
15306                         err = -EFAULT;
15307                         break;
15308                 }
15309
15310                 if (core_relo.insn_off % 8 || core_relo.insn_off / 8 >= prog->len) {
15311                         verbose(env, "Invalid core_relo[%u].insn_off:%u prog->len:%u\n",
15312                                 i, core_relo.insn_off, prog->len);
15313                         err = -EINVAL;
15314                         break;
15315                 }
15316
15317                 err = bpf_core_apply(&ctx, &core_relo, i,
15318                                      &prog->insnsi[core_relo.insn_off / 8]);
15319                 if (err)
15320                         break;
15321                 bpfptr_add(&u_core_relo, rec_size);
15322         }
15323         return err;
15324 }
15325
15326 static int check_btf_info(struct bpf_verifier_env *env,
15327                           const union bpf_attr *attr,
15328                           bpfptr_t uattr)
15329 {
15330         struct btf *btf;
15331         int err;
15332
15333         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt) {
15334                 if (check_abnormal_return(env))
15335                         return -EINVAL;
15336                 return 0;
15337         }
15338
15339         btf = btf_get_by_fd(attr->prog_btf_fd);
15340         if (IS_ERR(btf))
15341                 return PTR_ERR(btf);
15342         if (btf_is_kernel(btf)) {
15343                 btf_put(btf);
15344                 return -EACCES;
15345         }
15346         env->prog->aux->btf = btf;
15347
15348         err = check_btf_func(env, attr, uattr);
15349         if (err)
15350                 return err;
15351
15352         err = check_btf_line(env, attr, uattr);
15353         if (err)
15354                 return err;
15355
15356         err = check_core_relo(env, attr, uattr);
15357         if (err)
15358                 return err;
15359
15360         return 0;
15361 }
15362
15363 /* check %cur's range satisfies %old's */
15364 static bool range_within(struct bpf_reg_state *old,
15365                          struct bpf_reg_state *cur)
15366 {
15367         return old->umin_value <= cur->umin_value &&
15368                old->umax_value >= cur->umax_value &&
15369                old->smin_value <= cur->smin_value &&
15370                old->smax_value >= cur->smax_value &&
15371                old->u32_min_value <= cur->u32_min_value &&
15372                old->u32_max_value >= cur->u32_max_value &&
15373                old->s32_min_value <= cur->s32_min_value &&
15374                old->s32_max_value >= cur->s32_max_value;
15375 }
15376
15377 /* If in the old state two registers had the same id, then they need to have
15378  * the same id in the new state as well.  But that id could be different from
15379  * the old state, so we need to track the mapping from old to new ids.
15380  * Once we have seen that, say, a reg with old id 5 had new id 9, any subsequent
15381  * regs with old id 5 must also have new id 9 for the new state to be safe.  But
15382  * regs with a different old id could still have new id 9, we don't care about
15383  * that.
15384  * So we look through our idmap to see if this old id has been seen before.  If
15385  * so, we require the new id to match; otherwise, we add the id pair to the map.
15386  */
15387 static bool check_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_idmap *idmap)
15388 {
15389         struct bpf_id_pair *map = idmap->map;
15390         unsigned int i;
15391
15392         /* either both IDs should be set or both should be zero */
15393         if (!!old_id != !!cur_id)
15394                 return false;
15395
15396         if (old_id == 0) /* cur_id == 0 as well */
15397                 return true;
15398
15399         for (i = 0; i < BPF_ID_MAP_SIZE; i++) {
15400                 if (!map[i].old) {
15401                         /* Reached an empty slot; haven't seen this id before */
15402                         map[i].old = old_id;
15403                         map[i].cur = cur_id;
15404                         return true;
15405                 }
15406                 if (map[i].old == old_id)
15407                         return map[i].cur == cur_id;
15408                 if (map[i].cur == cur_id)
15409                         return false;
15410         }
15411         /* We ran out of idmap slots, which should be impossible */
15412         WARN_ON_ONCE(1);
15413         return false;
15414 }
15415
15416 /* Similar to check_ids(), but allocate a unique temporary ID
15417  * for 'old_id' or 'cur_id' of zero.
15418  * This makes pairs like '0 vs unique ID', 'unique ID vs 0' valid.
15419  */
15420 static bool check_scalar_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_idmap *idmap)
15421 {
15422         old_id = old_id ? old_id : ++idmap->tmp_id_gen;
15423         cur_id = cur_id ? cur_id : ++idmap->tmp_id_gen;
15424
15425         return check_ids(old_id, cur_id, idmap);
15426 }
15427
15428 static void clean_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
15429                              struct bpf_func_state *st)
15430 {
15431         enum bpf_reg_liveness live;
15432         int i, j;
15433
15434         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
15435                 live = st->regs[i].live;
15436                 /* liveness must not touch this register anymore */
15437                 st->regs[i].live |= REG_LIVE_DONE;
15438                 if (!(live & REG_LIVE_READ))
15439                         /* since the register is unused, clear its state
15440                          * to make further comparison simpler
15441                          */
15442                         __mark_reg_not_init(env, &st->regs[i]);
15443         }
15444
15445         for (i = 0; i < st->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15446                 live = st->stack[i].spilled_ptr.live;
15447                 /* liveness must not touch this stack slot anymore */
15448                 st->stack[i].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_DONE;
15449                 if (!(live & REG_LIVE_READ)) {
15450                         __mark_reg_not_init(env, &st->stack[i].spilled_ptr);
15451                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
15452                                 st->stack[i].slot_type[j] = STACK_INVALID;
15453                 }
15454         }
15455 }
15456
15457 static void clean_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
15458                                  struct bpf_verifier_state *st)
15459 {
15460         int i;
15461
15462         if (st->frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE)
15463                 /* all regs in this state in all frames were already marked */
15464                 return;
15465
15466         for (i = 0; i <= st->curframe; i++)
15467                 clean_func_state(env, st->frame[i]);
15468 }
15469
15470 /* the parentage chains form a tree.
15471  * the verifier states are added to state lists at given insn and
15472  * pushed into state stack for future exploration.
15473  * when the verifier reaches bpf_exit insn some of the verifer states
15474  * stored in the state lists have their final liveness state already,
15475  * but a lot of states will get revised from liveness point of view when
15476  * the verifier explores other branches.
15477  * Example:
15478  * 1: r0 = 1
15479  * 2: if r1 == 100 goto pc+1
15480  * 3: r0 = 2
15481  * 4: exit
15482  * when the verifier reaches exit insn the register r0 in the state list of
15483  * insn 2 will be seen as !REG_LIVE_READ. Then the verifier pops the other_branch
15484  * of insn 2 and goes exploring further. At the insn 4 it will walk the
15485  * parentage chain from insn 4 into insn 2 and will mark r0 as REG_LIVE_READ.
15486  *
15487  * Since the verifier pushes the branch states as it sees them while exploring
15488  * the program the condition of walking the branch instruction for the second
15489  * time means that all states below this branch were already explored and
15490  * their final liveness marks are already propagated.
15491  * Hence when the verifier completes the search of state list in is_state_visited()
15492  * we can call this clean_live_states() function to mark all liveness states
15493  * as REG_LIVE_DONE to indicate that 'parent' pointers of 'struct bpf_reg_state'
15494  * will not be used.
15495  * This function also clears the registers and stack for states that !READ
15496  * to simplify state merging.
15497  *
15498  * Important note here that walking the same branch instruction in the callee
15499  * doesn't meant that the states are DONE. The verifier has to compare
15500  * the callsites
15501  */
15502 static void clean_live_states(struct bpf_verifier_env *env, int insn,
15503                               struct bpf_verifier_state *cur)
15504 {
15505         struct bpf_verifier_state_list *sl;
15506         int i;
15507
15508         sl = *explored_state(env, insn);
15509         while (sl) {
15510                 if (sl->state.branches)
15511                         goto next;
15512                 if (sl->state.insn_idx != insn ||
15513                     sl->state.curframe != cur->curframe)
15514                         goto next;
15515                 for (i = 0; i <= cur->curframe; i++)
15516                         if (sl->state.frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
15517                                 goto next;
15518                 clean_verifier_state(env, &sl->state);
15519 next:
15520                 sl = sl->next;
15521         }
15522 }
15523
15524 static bool regs_exact(const struct bpf_reg_state *rold,
15525                        const struct bpf_reg_state *rcur,
15526                        struct bpf_idmap *idmap)
15527 {
15528         return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
15529                check_ids(rold->id, rcur->id, idmap) &&
15530                check_ids(rold->ref_obj_id, rcur->ref_obj_id, idmap);
15531 }
15532
15533 /* Returns true if (rold safe implies rcur safe) */
15534 static bool regsafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *rold,
15535                     struct bpf_reg_state *rcur, struct bpf_idmap *idmap)
15536 {
15537         if (!(rold->live & REG_LIVE_READ))
15538                 /* explored state didn't use this */
15539                 return true;
15540         if (rold->type == NOT_INIT)
15541                 /* explored state can't have used this */
15542                 return true;
15543         if (rcur->type == NOT_INIT)
15544                 return false;
15545
15546         /* Enforce that register types have to match exactly, including their
15547          * modifiers (like PTR_MAYBE_NULL, MEM_RDONLY, etc), as a general
15548          * rule.
15549          *
15550          * One can make a point that using a pointer register as unbounded
15551          * SCALAR would be technically acceptable, but this could lead to
15552          * pointer leaks because scalars are allowed to leak while pointers
15553          * are not. We could make this safe in special cases if root is
15554          * calling us, but it's probably not worth the hassle.
15555          *
15556          * Also, register types that are *not* MAYBE_NULL could technically be
15557          * safe to use as their MAYBE_NULL variants (e.g., PTR_TO_MAP_VALUE
15558          * is safe to be used as PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, provided both point
15559          * to the same map).
15560          * However, if the old MAYBE_NULL register then got NULL checked,
15561          * doing so could have affected others with the same id, and we can't
15562          * check for that because we lost the id when we converted to
15563          * a non-MAYBE_NULL variant.
15564          * So, as a general rule we don't allow mixing MAYBE_NULL and
15565          * non-MAYBE_NULL registers as well.
15566          */
15567         if (rold->type != rcur->type)
15568                 return false;
15569
15570         switch (base_type(rold->type)) {
15571         case SCALAR_VALUE:
15572                 if (env->explore_alu_limits) {
15573                         /* explore_alu_limits disables tnum_in() and range_within()
15574                          * logic and requires everything to be strict
15575                          */
15576                         return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
15577                                check_scalar_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
15578                 }
15579                 if (!rold->precise)
15580                         return true;
15581                 /* Why check_ids() for scalar registers?
15582                  *
15583                  * Consider the following BPF code:
15584                  *   1: r6 = ... unbound scalar, ID=a ...
15585                  *   2: r7 = ... unbound scalar, ID=b ...
15586                  *   3: if (r6 > r7) goto +1
15587                  *   4: r6 = r7
15588                  *   5: if (r6 > X) goto ...
15589                  *   6: ... memory operation using r7 ...
15590                  *
15591                  * First verification path is [1-6]:
15592                  * - at (4) same bpf_reg_state::id (b) would be assigned to r6 and r7;
15593                  * - at (5) r6 would be marked <= X, find_equal_scalars() would also mark
15594                  *   r7 <= X, because r6 and r7 share same id.
15595                  * Next verification path is [1-4, 6].
15596                  *
15597                  * Instruction (6) would be reached in two states:
15598                  *   I.  r6{.id=b}, r7{.id=b} via path 1-6;
15599                  *   II. r6{.id=a}, r7{.id=b} via path 1-4, 6.
15600                  *
15601                  * Use check_ids() to distinguish these states.
15602                  * ---
15603                  * Also verify that new value satisfies old value range knowledge.
15604                  */
15605                 return range_within(rold, rcur) &&
15606                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off) &&
15607                        check_scalar_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
15608         case PTR_TO_MAP_KEY:
15609         case PTR_TO_MAP_VALUE:
15610         case PTR_TO_MEM:
15611         case PTR_TO_BUF:
15612         case PTR_TO_TP_BUFFER:
15613                 /* If the new min/max/var_off satisfy the old ones and
15614                  * everything else matches, we are OK.
15615                  */
15616                 return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off)) == 0 &&
15617                        range_within(rold, rcur) &&
15618                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off) &&
15619                        check_ids(rold->id, rcur->id, idmap) &&
15620                        check_ids(rold->ref_obj_id, rcur->ref_obj_id, idmap);
15621         case PTR_TO_PACKET_META:
15622         case PTR_TO_PACKET:
15623                 /* We must have at least as much range as the old ptr
15624                  * did, so that any accesses which were safe before are
15625                  * still safe.  This is true even if old range < old off,
15626                  * since someone could have accessed through (ptr - k), or
15627                  * even done ptr -= k in a register, to get a safe access.
15628                  */
15629                 if (rold->range > rcur->range)
15630                         return false;
15631                 /* If the offsets don't match, we can't trust our alignment;
15632                  * nor can we be sure that we won't fall out of range.
15633                  */
15634                 if (rold->off != rcur->off)
15635                         return false;
15636                 /* id relations must be preserved */
15637                 if (!check_ids(rold->id, rcur->id, idmap))
15638                         return false;
15639                 /* new val must satisfy old val knowledge */
15640                 return range_within(rold, rcur) &&
15641                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
15642         case PTR_TO_STACK:
15643                 /* two stack pointers are equal only if they're pointing to
15644                  * the same stack frame, since fp-8 in foo != fp-8 in bar
15645                  */
15646                 return regs_exact(rold, rcur, idmap) && rold->frameno == rcur->frameno;
15647         default:
15648                 return regs_exact(rold, rcur, idmap);
15649         }
15650 }
15651
15652 static bool stacksafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
15653                       struct bpf_func_state *cur, struct bpf_idmap *idmap)
15654 {
15655         int i, spi;
15656
15657         /* walk slots of the explored stack and ignore any additional
15658          * slots in the current stack, since explored(safe) state
15659          * didn't use them
15660          */
15661         for (i = 0; i < old->allocated_stack; i++) {
15662                 struct bpf_reg_state *old_reg, *cur_reg;
15663
15664                 spi = i / BPF_REG_SIZE;
15665
15666                 if (!(old->stack[spi].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ)) {
15667                         i += BPF_REG_SIZE - 1;
15668                         /* explored state didn't use this */
15669                         continue;
15670                 }
15671
15672                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_INVALID)
15673                         continue;
15674
15675                 if (env->allow_uninit_stack &&
15676                     old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC)
15677                         continue;
15678
15679                 /* explored stack has more populated slots than current stack
15680                  * and these slots were used
15681                  */
15682                 if (i >= cur->allocated_stack)
15683                         return false;
15684
15685                 /* if old state was safe with misc data in the stack
15686                  * it will be safe with zero-initialized stack.
15687                  * The opposite is not true
15688                  */
15689                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC &&
15690                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO)
15691                         continue;
15692                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
15693                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
15694                         /* Ex: old explored (safe) state has STACK_SPILL in
15695                          * this stack slot, but current has STACK_MISC ->
15696                          * this verifier states are not equivalent,
15697                          * return false to continue verification of this path
15698                          */
15699                         return false;
15700                 if (i % BPF_REG_SIZE != BPF_REG_SIZE - 1)
15701                         continue;
15702                 /* Both old and cur are having same slot_type */
15703                 switch (old->stack[spi].slot_type[BPF_REG_SIZE - 1]) {
15704                 case STACK_SPILL:
15705                         /* when explored and current stack slot are both storing
15706                          * spilled registers, check that stored pointers types
15707                          * are the same as well.
15708                          * Ex: explored safe path could have stored
15709                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -8}
15710                          * but current path has stored:
15711                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -16}
15712                          * such verifier states are not equivalent.
15713                          * return false to continue verification of this path
15714                          */
15715                         if (!regsafe(env, &old->stack[spi].spilled_ptr,
15716                                      &cur->stack[spi].spilled_ptr, idmap))
15717                                 return false;
15718                         break;
15719                 case STACK_DYNPTR:
15720                         old_reg = &old->stack[spi].spilled_ptr;
15721                         cur_reg = &cur->stack[spi].spilled_ptr;
15722                         if (old_reg->dynptr.type != cur_reg->dynptr.type ||
15723                             old_reg->dynptr.first_slot != cur_reg->dynptr.first_slot ||
15724                             !check_ids(old_reg->ref_obj_id, cur_reg->ref_obj_id, idmap))
15725                                 return false;
15726                         break;
15727                 case STACK_ITER:
15728                         old_reg = &old->stack[spi].spilled_ptr;
15729                         cur_reg = &cur->stack[spi].spilled_ptr;
15730                         /* iter.depth is not compared between states as it
15731                          * doesn't matter for correctness and would otherwise
15732                          * prevent convergence; we maintain it only to prevent
15733                          * infinite loop check triggering, see
15734                          * iter_active_depths_differ()
15735                          */
15736                         if (old_reg->iter.btf != cur_reg->iter.btf ||
15737                             old_reg->iter.btf_id != cur_reg->iter.btf_id ||
15738                             old_reg->iter.state != cur_reg->iter.state ||
15739                             /* ignore {old_reg,cur_reg}->iter.depth, see above */
15740                             !check_ids(old_reg->ref_obj_id, cur_reg->ref_obj_id, idmap))
15741                                 return false;
15742                         break;
15743                 case STACK_MISC:
15744                 case STACK_ZERO:
15745                 case STACK_INVALID:
15746                         continue;
15747                 /* Ensure that new unhandled slot types return false by default */
15748                 default:
15749                         return false;
15750                 }
15751         }
15752         return true;
15753 }
15754
15755 static bool refsafe(struct bpf_func_state *old, struct bpf_func_state *cur,
15756                     struct bpf_idmap *idmap)
15757 {
15758         int i;
15759
15760         if (old->acquired_refs != cur->acquired_refs)
15761                 return false;
15762
15763         for (i = 0; i < old->acquired_refs; i++) {
15764                 if (!check_ids(old->refs[i].id, cur->refs[i].id, idmap))
15765                         return false;
15766         }
15767
15768         return true;
15769 }
15770
15771 /* compare two verifier states
15772  *
15773  * all states stored in state_list are known to be valid, since
15774  * verifier reached 'bpf_exit' instruction through them
15775  *
15776  * this function is called when verifier exploring different branches of
15777  * execution popped from the state stack. If it sees an old state that has
15778  * more strict register state and more strict stack state then this execution
15779  * branch doesn't need to be explored further, since verifier already
15780  * concluded that more strict state leads to valid finish.
15781  *
15782  * Therefore two states are equivalent if register state is more conservative
15783  * and explored stack state is more conservative than the current one.
15784  * Example:
15785  *       explored                   current
15786  * (slot1=INV slot2=MISC) == (slot1=MISC slot2=MISC)
15787  * (slot1=MISC slot2=MISC) != (slot1=INV slot2=MISC)
15788  *
15789  * In other words if current stack state (one being explored) has more
15790  * valid slots than old one that already passed validation, it means
15791  * the verifier can stop exploring and conclude that current state is valid too
15792  *
15793  * Similarly with registers. If explored state has register type as invalid
15794  * whereas register type in current state is meaningful, it means that
15795  * the current state will reach 'bpf_exit' instruction safely
15796  */
15797 static bool func_states_equal(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
15798                               struct bpf_func_state *cur)
15799 {
15800         int i;
15801
15802         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
15803                 if (!regsafe(env, &old->regs[i], &cur->regs[i],
15804                              &env->idmap_scratch))
15805                         return false;
15806
15807         if (!stacksafe(env, old, cur, &env->idmap_scratch))
15808                 return false;
15809
15810         if (!refsafe(old, cur, &env->idmap_scratch))
15811                 return false;
15812
15813         return true;
15814 }
15815
15816 static bool states_equal(struct bpf_verifier_env *env,
15817                          struct bpf_verifier_state *old,
15818                          struct bpf_verifier_state *cur)
15819 {
15820         int i;
15821
15822         if (old->curframe != cur->curframe)
15823                 return false;
15824
15825         env->idmap_scratch.tmp_id_gen = env->id_gen;
15826         memset(&env->idmap_scratch.map, 0, sizeof(env->idmap_scratch.map));
15827
15828         /* Verification state from speculative execution simulation
15829          * must never prune a non-speculative execution one.
15830          */
15831         if (old->speculative && !cur->speculative)
15832                 return false;
15833
15834         if (old->active_lock.ptr != cur->active_lock.ptr)
15835                 return false;
15836
15837         /* Old and cur active_lock's have to be either both present
15838          * or both absent.
15839          */
15840         if (!!old->active_lock.id != !!cur->active_lock.id)
15841                 return false;
15842
15843         if (old->active_lock.id &&
15844             !check_ids(old->active_lock.id, cur->active_lock.id, &env->idmap_scratch))
15845                 return false;
15846
15847         if (old->active_rcu_lock != cur->active_rcu_lock)
15848                 return false;
15849
15850         /* for states to be equal callsites have to be the same
15851          * and all frame states need to be equivalent
15852          */
15853         for (i = 0; i <= old->curframe; i++) {
15854                 if (old->frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
15855                         return false;
15856                 if (!func_states_equal(env, old->frame[i], cur->frame[i]))
15857                         return false;
15858         }
15859         return true;
15860 }
15861
15862 /* Return 0 if no propagation happened. Return negative error code if error
15863  * happened. Otherwise, return the propagated bit.
15864  */
15865 static int propagate_liveness_reg(struct bpf_verifier_env *env,
15866                                   struct bpf_reg_state *reg,
15867                                   struct bpf_reg_state *parent_reg)
15868 {
15869         u8 parent_flag = parent_reg->live & REG_LIVE_READ;
15870         u8 flag = reg->live & REG_LIVE_READ;
15871         int err;
15872
15873         /* When comes here, read flags of PARENT_REG or REG could be any of
15874          * REG_LIVE_READ64, REG_LIVE_READ32, REG_LIVE_NONE. There is no need
15875          * of propagation if PARENT_REG has strongest REG_LIVE_READ64.
15876          */
15877         if (parent_flag == REG_LIVE_READ64 ||
15878             /* Or if there is no read flag from REG. */
15879             !flag ||
15880             /* Or if the read flag from REG is the same as PARENT_REG. */
15881             parent_flag == flag)
15882                 return 0;
15883
15884         err = mark_reg_read(env, reg, parent_reg, flag);
15885         if (err)
15886                 return err;
15887
15888         return flag;
15889 }
15890
15891 /* A write screens off any subsequent reads; but write marks come from the
15892  * straight-line code between a state and its parent.  When we arrive at an
15893  * equivalent state (jump target or such) we didn't arrive by the straight-line
15894  * code, so read marks in the state must propagate to the parent regardless
15895  * of the state's write marks. That's what 'parent == state->parent' comparison
15896  * in mark_reg_read() is for.
15897  */
15898 static int propagate_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
15899                               const struct bpf_verifier_state *vstate,
15900                               struct bpf_verifier_state *vparent)
15901 {
15902         struct bpf_reg_state *state_reg, *parent_reg;
15903         struct bpf_func_state *state, *parent;
15904         int i, frame, err = 0;
15905
15906         if (vparent->curframe != vstate->curframe) {
15907                 WARN(1, "propagate_live: parent frame %d current frame %d\n",
15908                      vparent->curframe, vstate->curframe);
15909                 return -EFAULT;
15910         }
15911         /* Propagate read liveness of registers... */
15912         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_FP + 1 != MAX_BPF_REG);
15913         for (frame = 0; frame <= vstate->curframe; frame++) {
15914                 parent = vparent->frame[frame];
15915                 state = vstate->frame[frame];
15916                 parent_reg = parent->regs;
15917                 state_reg = state->regs;
15918                 /* We don't need to worry about FP liveness, it's read-only */
15919                 for (i = frame < vstate->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
15920                         err = propagate_liveness_reg(env, &state_reg[i],
15921                                                      &parent_reg[i]);
15922                         if (err < 0)
15923                                 return err;
15924                         if (err == REG_LIVE_READ64)
15925                                 mark_insn_zext(env, &parent_reg[i]);
15926                 }
15927
15928                 /* Propagate stack slots. */
15929                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE &&
15930                             i < parent->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15931                         parent_reg = &parent->stack[i].spilled_ptr;
15932                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
15933                         err = propagate_liveness_reg(env, state_reg,
15934                                                      parent_reg);
15935                         if (err < 0)
15936                                 return err;
15937                 }
15938         }
15939         return 0;
15940 }
15941
15942 /* find precise scalars in the previous equivalent state and
15943  * propagate them into the current state
15944  */
15945 static int propagate_precision(struct bpf_verifier_env *env,
15946                                const struct bpf_verifier_state *old)
15947 {
15948         struct bpf_reg_state *state_reg;
15949         struct bpf_func_state *state;
15950         int i, err = 0, fr;
15951         bool first;
15952
15953         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
15954                 state = old->frame[fr];
15955                 state_reg = state->regs;
15956                 first = true;
15957                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++, state_reg++) {
15958                         if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
15959                             !state_reg->precise ||
15960                             !(state_reg->live & REG_LIVE_READ))
15961                                 continue;
15962                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
15963                                 if (first)
15964                                         verbose(env, "frame %d: propagating r%d", fr, i);
15965                                 else
15966                                         verbose(env, ",r%d", i);
15967                         }
15968                         bt_set_frame_reg(&env->bt, fr, i);
15969                         first = false;
15970                 }
15971
15972                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15973                         if (!is_spilled_reg(&state->stack[i]))
15974                                 continue;
15975                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
15976                         if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
15977                             !state_reg->precise ||
15978                             !(state_reg->live & REG_LIVE_READ))
15979                                 continue;
15980                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
15981                                 if (first)
15982                                         verbose(env, "frame %d: propagating fp%d",
15983                                                 fr, (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
15984                                 else
15985                                         verbose(env, ",fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
15986                         }
15987                         bt_set_frame_slot(&env->bt, fr, i);
15988                         first = false;
15989                 }
15990                 if (!first)
15991                         verbose(env, "\n");
15992         }
15993
15994         err = mark_chain_precision_batch(env);
15995         if (err < 0)
15996                 return err;
15997
15998         return 0;
15999 }
16000
16001 static bool states_maybe_looping(struct bpf_verifier_state *old,
16002                                  struct bpf_verifier_state *cur)
16003 {
16004         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
16005         int i, fr = cur->curframe;
16006
16007         if (old->curframe != fr)
16008                 return false;
16009
16010         fold = old->frame[fr];
16011         fcur = cur->frame[fr];
16012         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
16013                 if (memcmp(&fold->regs[i], &fcur->regs[i],
16014                            offsetof(struct bpf_reg_state, parent)))
16015                         return false;
16016         return true;
16017 }
16018
16019 static bool is_iter_next_insn(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
16020 {
16021         return env->insn_aux_data[insn_idx].is_iter_next;
16022 }
16023
16024 /* is_state_visited() handles iter_next() (see process_iter_next_call() for
16025  * terminology) calls specially: as opposed to bounded BPF loops, it *expects*
16026  * states to match, which otherwise would look like an infinite loop. So while
16027  * iter_next() calls are taken care of, we still need to be careful and
16028  * prevent erroneous and too eager declaration of "ininite loop", when
16029  * iterators are involved.
16030  *
16031  * Here's a situation in pseudo-BPF assembly form:
16032  *
16033  *   0: again:                          ; set up iter_next() call args
16034  *   1:   r1 = &it                      ; <CHECKPOINT HERE>
16035  *   2:   call bpf_iter_num_next        ; this is iter_next() call
16036  *   3:   if r0 == 0 goto done
16037  *   4:   ... something useful here ...
16038  *   5:   goto again                    ; another iteration
16039  *   6: done:
16040  *   7:   r1 = &it
16041  *   8:   call bpf_iter_num_destroy     ; clean up iter state
16042  *   9:   exit
16043  *
16044  * This is a typical loop. Let's assume that we have a prune point at 1:,
16045  * before we get to `call bpf_iter_num_next` (e.g., because of that `goto
16046  * again`, assuming other heuristics don't get in a way).
16047  *
16048  * When we first time come to 1:, let's say we have some state X. We proceed
16049  * to 2:, fork states, enqueue ACTIVE, validate NULL case successfully, exit.
16050  * Now we come back to validate that forked ACTIVE state. We proceed through
16051  * 3-5, come to goto, jump to 1:. Let's assume our state didn't change, so we
16052  * are converging. But the problem is that we don't know that yet, as this
16053  * convergence has to happen at iter_next() call site only. So if nothing is
16054  * done, at 1: verifier will use bounded loop logic and declare infinite
16055  * looping (and would be *technically* correct, if not for iterator's
16056  * "eventual sticky NULL" contract, see process_iter_next_call()). But we
16057  * don't want that. So what we do in process_iter_next_call() when we go on
16058  * another ACTIVE iteration, we bump slot->iter.depth, to mark that it's
16059  * a different iteration. So when we suspect an infinite loop, we additionally
16060  * check if any of the *ACTIVE* iterator states depths differ. If yes, we
16061  * pretend we are not looping and wait for next iter_next() call.
16062  *
16063  * This only applies to ACTIVE state. In DRAINED state we don't expect to
16064  * loop, because that would actually mean infinite loop, as DRAINED state is
16065  * "sticky", and so we'll keep returning into the same instruction with the
16066  * same state (at least in one of possible code paths).
16067  *
16068  * This approach allows to keep infinite loop heuristic even in the face of
16069  * active iterator. E.g., C snippet below is and will be detected as
16070  * inifintely looping:
16071  *
16072  *   struct bpf_iter_num it;
16073  *   int *p, x;
16074  *
16075  *   bpf_iter_num_new(&it, 0, 10);
16076  *   while ((p = bpf_iter_num_next(&t))) {
16077  *       x = p;
16078  *       while (x--) {} // <<-- infinite loop here
16079  *   }
16080  *
16081  */
16082 static bool iter_active_depths_differ(struct bpf_verifier_state *old, struct bpf_verifier_state *cur)
16083 {
16084         struct bpf_reg_state *slot, *cur_slot;
16085         struct bpf_func_state *state;
16086         int i, fr;
16087
16088         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
16089                 state = old->frame[fr];
16090                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
16091                         if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_ITER)
16092                                 continue;
16093
16094                         slot = &state->stack[i].spilled_ptr;
16095                         if (slot->iter.state != BPF_ITER_STATE_ACTIVE)
16096                                 continue;
16097
16098                         cur_slot = &cur->frame[fr]->stack[i].spilled_ptr;
16099                         if (cur_slot->iter.depth != slot->iter.depth)
16100                                 return true;
16101                 }
16102         }
16103         return false;
16104 }
16105
16106 static int is_state_visited(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
16107 {
16108         struct bpf_verifier_state_list *new_sl;
16109         struct bpf_verifier_state_list *sl, **pprev;
16110         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state, *new;
16111         int i, j, err, states_cnt = 0;
16112         bool force_new_state = env->test_state_freq || is_force_checkpoint(env, insn_idx);
16113         bool add_new_state = force_new_state;
16114
16115         /* bpf progs typically have pruning point every 4 instructions
16116          * http://vger.kernel.org/bpfconf2019.html#session-1
16117          * Do not add new state for future pruning if the verifier hasn't seen
16118          * at least 2 jumps and at least 8 instructions.
16119          * This heuristics helps decrease 'total_states' and 'peak_states' metric.
16120          * In tests that amounts to up to 50% reduction into total verifier
16121          * memory consumption and 20% verifier time speedup.
16122          */
16123         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed >= 2 &&
16124             env->insn_processed - env->prev_insn_processed >= 8)
16125                 add_new_state = true;
16126
16127         pprev = explored_state(env, insn_idx);
16128         sl = *pprev;
16129
16130         clean_live_states(env, insn_idx, cur);
16131
16132         while (sl) {
16133                 states_cnt++;
16134                 if (sl->state.insn_idx != insn_idx)
16135                         goto next;
16136
16137                 if (sl->state.branches) {
16138                         struct bpf_func_state *frame = sl->state.frame[sl->state.curframe];
16139
16140                         if (frame->in_async_callback_fn &&
16141                             frame->async_entry_cnt != cur->frame[cur->curframe]->async_entry_cnt) {
16142                                 /* Different async_entry_cnt means that the verifier is
16143                                  * processing another entry into async callback.
16144                                  * Seeing the same state is not an indication of infinite
16145                                  * loop or infinite recursion.
16146                                  * But finding the same state doesn't mean that it's safe
16147                                  * to stop processing the current state. The previous state
16148                                  * hasn't yet reached bpf_exit, since state.branches > 0.
16149                                  * Checking in_async_callback_fn alone is not enough either.
16150                                  * Since the verifier still needs to catch infinite loops
16151                                  * inside async callbacks.
16152                                  */
16153                                 goto skip_inf_loop_check;
16154                         }
16155                         /* BPF open-coded iterators loop detection is special.
16156                          * states_maybe_looping() logic is too simplistic in detecting
16157                          * states that *might* be equivalent, because it doesn't know
16158                          * about ID remapping, so don't even perform it.
16159                          * See process_iter_next_call() and iter_active_depths_differ()
16160                          * for overview of the logic. When current and one of parent
16161                          * states are detected as equivalent, it's a good thing: we prove
16162                          * convergence and can stop simulating further iterations.
16163                          * It's safe to assume that iterator loop will finish, taking into
16164                          * account iter_next() contract of eventually returning
16165                          * sticky NULL result.
16166                          */
16167                         if (is_iter_next_insn(env, insn_idx)) {
16168                                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
16169                                         struct bpf_func_state *cur_frame;
16170                                         struct bpf_reg_state *iter_state, *iter_reg;
16171                                         int spi;
16172
16173                                         cur_frame = cur->frame[cur->curframe];
16174                                         /* btf_check_iter_kfuncs() enforces that
16175                                          * iter state pointer is always the first arg
16176                                          */
16177                                         iter_reg = &cur_frame->regs[BPF_REG_1];
16178                                         /* current state is valid due to states_equal(),
16179                                          * so we can assume valid iter and reg state,
16180                                          * no need for extra (re-)validations
16181                                          */
16182                                         spi = __get_spi(iter_reg->off + iter_reg->var_off.value);
16183                                         iter_state = &func(env, iter_reg)->stack[spi].spilled_ptr;
16184                                         if (iter_state->iter.state == BPF_ITER_STATE_ACTIVE)
16185                                                 goto hit;
16186                                 }
16187                                 goto skip_inf_loop_check;
16188                         }
16189                         /* attempt to detect infinite loop to avoid unnecessary doomed work */
16190                         if (states_maybe_looping(&sl->state, cur) &&
16191                             states_equal(env, &sl->state, cur) &&
16192                             !iter_active_depths_differ(&sl->state, cur)) {
16193                                 verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
16194                                 verbose(env, "infinite loop detected at insn %d\n", insn_idx);
16195                                 return -EINVAL;
16196                         }
16197                         /* if the verifier is processing a loop, avoid adding new state
16198                          * too often, since different loop iterations have distinct
16199                          * states and may not help future pruning.
16200                          * This threshold shouldn't be too low to make sure that
16201                          * a loop with large bound will be rejected quickly.
16202                          * The most abusive loop will be:
16203                          * r1 += 1
16204                          * if r1 < 1000000 goto pc-2
16205                          * 1M insn_procssed limit / 100 == 10k peak states.
16206                          * This threshold shouldn't be too high either, since states
16207                          * at the end of the loop are likely to be useful in pruning.
16208                          */
16209 skip_inf_loop_check:
16210                         if (!force_new_state &&
16211                             env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed < 20 &&
16212                             env->insn_processed - env->prev_insn_processed < 100)
16213                                 add_new_state = false;
16214                         goto miss;
16215                 }
16216                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
16217 hit:
16218                         sl->hit_cnt++;
16219                         /* reached equivalent register/stack state,
16220                          * prune the search.
16221                          * Registers read by the continuation are read by us.
16222                          * If we have any write marks in env->cur_state, they
16223                          * will prevent corresponding reads in the continuation
16224                          * from reaching our parent (an explored_state).  Our
16225                          * own state will get the read marks recorded, but
16226                          * they'll be immediately forgotten as we're pruning
16227                          * this state and will pop a new one.
16228                          */
16229                         err = propagate_liveness(env, &sl->state, cur);
16230
16231                         /* if previous state reached the exit with precision and
16232                          * current state is equivalent to it (except precsion marks)
16233                          * the precision needs to be propagated back in
16234                          * the current state.
16235                          */
16236                         err = err ? : push_jmp_history(env, cur);
16237                         err = err ? : propagate_precision(env, &sl->state);
16238                         if (err)
16239                                 return err;
16240                         return 1;
16241                 }
16242 miss:
16243                 /* when new state is not going to be added do not increase miss count.
16244                  * Otherwise several loop iterations will remove the state
16245                  * recorded earlier. The goal of these heuristics is to have
16246                  * states from some iterations of the loop (some in the beginning
16247                  * and some at the end) to help pruning.
16248                  */
16249                 if (add_new_state)
16250                         sl->miss_cnt++;
16251                 /* heuristic to determine whether this state is beneficial
16252                  * to keep checking from state equivalence point of view.
16253                  * Higher numbers increase max_states_per_insn and verification time,
16254                  * but do not meaningfully decrease insn_processed.
16255                  */
16256                 if (sl->miss_cnt > sl->hit_cnt * 3 + 3) {
16257                         /* the state is unlikely to be useful. Remove it to
16258                          * speed up verification
16259                          */
16260                         *pprev = sl->next;
16261                         if (sl->state.frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE) {
16262                                 u32 br = sl->state.branches;
16263
16264                                 WARN_ONCE(br,
16265                                           "BUG live_done but branches_to_explore %d\n",
16266                                           br);
16267                                 free_verifier_state(&sl->state, false);
16268                                 kfree(sl);
16269                                 env->peak_states--;
16270                         } else {
16271                                 /* cannot free this state, since parentage chain may
16272                                  * walk it later. Add it for free_list instead to
16273                                  * be freed at the end of verification
16274                                  */
16275                                 sl->next = env->free_list;
16276                                 env->free_list = sl;
16277                         }
16278                         sl = *pprev;
16279                         continue;
16280                 }
16281 next:
16282                 pprev = &sl->next;
16283                 sl = *pprev;
16284         }
16285
16286         if (env->max_states_per_insn < states_cnt)
16287                 env->max_states_per_insn = states_cnt;
16288
16289         if (!env->bpf_capable && states_cnt > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES)
16290                 return 0;
16291
16292         if (!add_new_state)
16293                 return 0;
16294
16295         /* There were no equivalent states, remember the current one.
16296          * Technically the current state is not proven to be safe yet,
16297          * but it will either reach outer most bpf_exit (which means it's safe)
16298          * or it will be rejected. When there are no loops the verifier won't be
16299          * seeing this tuple (frame[0].callsite, frame[1].callsite, .. insn_idx)
16300          * again on the way to bpf_exit.
16301          * When looping the sl->state.branches will be > 0 and this state
16302          * will not be considered for equivalence until branches == 0.
16303          */
16304         new_sl = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state_list), GFP_KERNEL);
16305         if (!new_sl)
16306                 return -ENOMEM;
16307         env->total_states++;
16308         env->peak_states++;
16309         env->prev_jmps_processed = env->jmps_processed;
16310         env->prev_insn_processed = env->insn_processed;
16311
16312         /* forget precise markings we inherited, see __mark_chain_precision */
16313         if (env->bpf_capable)
16314                 mark_all_scalars_imprecise(env, cur);
16315
16316         /* add new state to the head of linked list */
16317         new = &new_sl->state;
16318         err = copy_verifier_state(new, cur);
16319         if (err) {
16320                 free_verifier_state(new, false);
16321                 kfree(new_sl);
16322                 return err;
16323         }
16324         new->insn_idx = insn_idx;
16325         WARN_ONCE(new->branches != 1,
16326                   "BUG is_state_visited:branches_to_explore=%d insn %d\n", new->branches, insn_idx);
16327
16328         cur->parent = new;
16329         cur->first_insn_idx = insn_idx;
16330         clear_jmp_history(cur);
16331         new_sl->next = *explored_state(env, insn_idx);
16332         *explored_state(env, insn_idx) = new_sl;
16333         /* connect new state to parentage chain. Current frame needs all
16334          * registers connected. Only r6 - r9 of the callers are alive (pushed
16335          * to the stack implicitly by JITs) so in callers' frames connect just
16336          * r6 - r9 as an optimization. Callers will have r1 - r5 connected to
16337          * the state of the call instruction (with WRITTEN set), and r0 comes
16338          * from callee with its full parentage chain, anyway.
16339          */
16340         /* clear write marks in current state: the writes we did are not writes
16341          * our child did, so they don't screen off its reads from us.
16342          * (There are no read marks in current state, because reads always mark
16343          * their parent and current state never has children yet.  Only
16344          * explored_states can get read marks.)
16345          */
16346         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
16347                 for (i = j < cur->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++)
16348                         cur->frame[j]->regs[i].parent = &new->frame[j]->regs[i];
16349                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++)
16350                         cur->frame[j]->regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
16351         }
16352
16353         /* all stack frames are accessible from callee, clear them all */
16354         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
16355                 struct bpf_func_state *frame = cur->frame[j];
16356                 struct bpf_func_state *newframe = new->frame[j];
16357
16358                 for (i = 0; i < frame->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
16359                         frame->stack[i].spilled_ptr.live = REG_LIVE_NONE;
16360                         frame->stack[i].spilled_ptr.parent =
16361                                                 &newframe->stack[i].spilled_ptr;
16362                 }
16363         }
16364         return 0;
16365 }
16366
16367 /* Return true if it's OK to have the same insn return a different type. */
16368 static bool reg_type_mismatch_ok(enum bpf_reg_type type)
16369 {
16370         switch (base_type(type)) {
16371         case PTR_TO_CTX:
16372         case PTR_TO_SOCKET:
16373         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
16374         case PTR_TO_TCP_SOCK:
16375         case PTR_TO_XDP_SOCK:
16376         case PTR_TO_BTF_ID:
16377                 return false;
16378         default:
16379                 return true;
16380         }
16381 }
16382
16383 /* If an instruction was previously used with particular pointer types, then we
16384  * need to be careful to avoid cases such as the below, where it may be ok
16385  * for one branch accessing the pointer, but not ok for the other branch:
16386  *
16387  * R1 = sock_ptr
16388  * goto X;
16389  * ...
16390  * R1 = some_other_valid_ptr;
16391  * goto X;
16392  * ...
16393  * R2 = *(u32 *)(R1 + 0);
16394  */
16395 static bool reg_type_mismatch(enum bpf_reg_type src, enum bpf_reg_type prev)
16396 {
16397         return src != prev && (!reg_type_mismatch_ok(src) ||
16398                                !reg_type_mismatch_ok(prev));
16399 }
16400
16401 static int save_aux_ptr_type(struct bpf_verifier_env *env, enum bpf_reg_type type,
16402                              bool allow_trust_missmatch)
16403 {
16404         enum bpf_reg_type *prev_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
16405
16406         if (*prev_type == NOT_INIT) {
16407                 /* Saw a valid insn
16408                  * dst_reg = *(u32 *)(src_reg + off)
16409                  * save type to validate intersecting paths
16410                  */
16411                 *prev_type = type;
16412         } else if (reg_type_mismatch(type, *prev_type)) {
16413                 /* Abuser program is trying to use the same insn
16414                  * dst_reg = *(u32*) (src_reg + off)
16415                  * with different pointer types:
16416                  * src_reg == ctx in one branch and
16417                  * src_reg == stack|map in some other branch.
16418                  * Reject it.
16419                  */
16420                 if (allow_trust_missmatch &&
16421                     base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID &&
16422                     base_type(*prev_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
16423                         /*
16424                          * Have to support a use case when one path through
16425                          * the program yields TRUSTED pointer while another
16426                          * is UNTRUSTED. Fallback to UNTRUSTED to generate
16427                          * BPF_PROBE_MEM/BPF_PROBE_MEMSX.
16428                          */
16429                         *prev_type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED;
16430                 } else {
16431                         verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
16432                         return -EINVAL;
16433                 }
16434         }
16435
16436         return 0;
16437 }
16438
16439 static int do_check(struct bpf_verifier_env *env)
16440 {
16441         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
16442         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
16443         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
16444         struct bpf_reg_state *regs;
16445         int insn_cnt = env->prog->len;
16446         bool do_print_state = false;
16447         int prev_insn_idx = -1;
16448
16449         for (;;) {
16450                 struct bpf_insn *insn;
16451                 u8 class;
16452                 int err;
16453
16454                 env->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
16455                 if (env->insn_idx >= insn_cnt) {
16456                         verbose(env, "invalid insn idx %d insn_cnt %d\n",
16457                                 env->insn_idx, insn_cnt);
16458                         return -EFAULT;
16459                 }
16460
16461                 insn = &insns[env->insn_idx];
16462                 class = BPF_CLASS(insn->code);
16463
16464                 if (++env->insn_processed > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS) {
16465                         verbose(env,
16466                                 "BPF program is too large. Processed %d insn\n",
16467                                 env->insn_processed);
16468                         return -E2BIG;
16469                 }
16470
16471                 state->last_insn_idx = env->prev_insn_idx;
16472
16473                 if (is_prune_point(env, env->insn_idx)) {
16474                         err = is_state_visited(env, env->insn_idx);
16475                         if (err < 0)
16476                                 return err;
16477                         if (err == 1) {
16478                                 /* found equivalent state, can prune the search */
16479                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
16480                                         if (do_print_state)
16481                                                 verbose(env, "\nfrom %d to %d%s: safe\n",
16482                                                         env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
16483                                                         env->cur_state->speculative ?
16484                                                         " (speculative execution)" : "");
16485                                         else
16486                                                 verbose(env, "%d: safe\n", env->insn_idx);
16487                                 }
16488                                 goto process_bpf_exit;
16489                         }
16490                 }
16491
16492                 if (is_jmp_point(env, env->insn_idx)) {
16493                         err = push_jmp_history(env, state);
16494                         if (err)
16495                                 return err;
16496                 }
16497
16498                 if (signal_pending(current))
16499                         return -EAGAIN;
16500
16501                 if (need_resched())
16502                         cond_resched();
16503
16504                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2 && do_print_state) {
16505                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s:",
16506                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
16507                                 env->cur_state->speculative ?
16508                                 " (speculative execution)" : "");
16509                         print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe], true);
16510                         do_print_state = false;
16511                 }
16512
16513                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
16514                         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
16515                                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
16516                                 .cb_print       = verbose,
16517                                 .private_data   = env,
16518                         };
16519
16520                         if (verifier_state_scratched(env))
16521                                 print_insn_state(env, state->frame[state->curframe]);
16522
16523                         verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
16524                         env->prev_log_pos = env->log.end_pos;
16525                         verbose(env, "%d: ", env->insn_idx);
16526                         print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
16527                         env->prev_insn_print_pos = env->log.end_pos - env->prev_log_pos;
16528                         env->prev_log_pos = env->log.end_pos;
16529                 }
16530
16531                 if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
16532                         err = bpf_prog_offload_verify_insn(env, env->insn_idx,
16533                                                            env->prev_insn_idx);
16534                         if (err)
16535                                 return err;
16536                 }
16537
16538                 regs = cur_regs(env);
16539                 sanitize_mark_insn_seen(env);
16540                 prev_insn_idx = env->insn_idx;
16541
16542                 if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
16543                         err = check_alu_op(env, insn);
16544                         if (err)
16545                                 return err;
16546
16547                 } else if (class == BPF_LDX) {
16548                         enum bpf_reg_type src_reg_type;
16549
16550                         /* check for reserved fields is already done */
16551
16552                         /* check src operand */
16553                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
16554                         if (err)
16555                                 return err;
16556
16557                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
16558                         if (err)
16559                                 return err;
16560
16561                         src_reg_type = regs[insn->src_reg].type;
16562
16563                         /* check that memory (src_reg + off) is readable,
16564                          * the state of dst_reg will be updated by this func
16565                          */
16566                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->src_reg,
16567                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
16568                                                BPF_READ, insn->dst_reg, false,
16569                                                BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEMSX);
16570                         if (err)
16571                                 return err;
16572
16573                         err = save_aux_ptr_type(env, src_reg_type, true);
16574                         if (err)
16575                                 return err;
16576                 } else if (class == BPF_STX) {
16577                         enum bpf_reg_type dst_reg_type;
16578
16579                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC) {
16580                                 err = check_atomic(env, env->insn_idx, insn);
16581                                 if (err)
16582                                         return err;
16583                                 env->insn_idx++;
16584                                 continue;
16585                         }
16586
16587                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0) {
16588                                 verbose(env, "BPF_STX uses reserved fields\n");
16589                                 return -EINVAL;
16590                         }
16591
16592                         /* check src1 operand */
16593                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
16594                         if (err)
16595                                 return err;
16596                         /* check src2 operand */
16597                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
16598                         if (err)
16599                                 return err;
16600
16601                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
16602
16603                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
16604                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
16605                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
16606                                                BPF_WRITE, insn->src_reg, false, false);
16607                         if (err)
16608                                 return err;
16609
16610                         err = save_aux_ptr_type(env, dst_reg_type, false);
16611                         if (err)
16612                                 return err;
16613                 } else if (class == BPF_ST) {
16614                         enum bpf_reg_type dst_reg_type;
16615
16616                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM ||
16617                             insn->src_reg != BPF_REG_0) {
16618                                 verbose(env, "BPF_ST uses reserved fields\n");
16619                                 return -EINVAL;
16620                         }
16621                         /* check src operand */
16622                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
16623                         if (err)
16624                                 return err;
16625
16626                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
16627
16628                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
16629                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
16630                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
16631                                                BPF_WRITE, -1, false, false);
16632                         if (err)
16633                                 return err;
16634
16635                         err = save_aux_ptr_type(env, dst_reg_type, false);
16636                         if (err)
16637                                 return err;
16638                 } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
16639                         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
16640
16641                         env->jmps_processed++;
16642                         if (opcode == BPF_CALL) {
16643                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
16644                                     (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL
16645                                      && insn->off != 0) ||
16646                                     (insn->src_reg != BPF_REG_0 &&
16647                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL &&
16648                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) ||
16649                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
16650                                     class == BPF_JMP32) {
16651                                         verbose(env, "BPF_CALL uses reserved fields\n");
16652                                         return -EINVAL;
16653                                 }
16654
16655                                 if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
16656                                         if ((insn->src_reg == BPF_REG_0 && insn->imm != BPF_FUNC_spin_unlock) ||
16657                                             (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL) ||
16658                                             (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL &&
16659                                              (insn->off != 0 || !is_bpf_graph_api_kfunc(insn->imm)))) {
16660                                                 verbose(env, "function calls are not allowed while holding a lock\n");
16661                                                 return -EINVAL;
16662                                         }
16663                                 }
16664                                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
16665                                         err = check_func_call(env, insn, &env->insn_idx);
16666                                 else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
16667                                         err = check_kfunc_call(env, insn, &env->insn_idx);
16668                                 else
16669                                         err = check_helper_call(env, insn, &env->insn_idx);
16670                                 if (err)
16671                                         return err;
16672
16673                                 mark_reg_scratched(env, BPF_REG_0);
16674                         } else if (opcode == BPF_JA) {
16675                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
16676                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
16677                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
16678                                     (class == BPF_JMP && insn->imm != 0) ||
16679                                     (class == BPF_JMP32 && insn->off != 0)) {
16680                                         verbose(env, "BPF_JA uses reserved fields\n");
16681                                         return -EINVAL;
16682                                 }
16683
16684                                 if (class == BPF_JMP)
16685                                         env->insn_idx += insn->off + 1;
16686                                 else
16687                                         env->insn_idx += insn->imm + 1;
16688                                 continue;
16689
16690                         } else if (opcode == BPF_EXIT) {
16691                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
16692                                     insn->imm != 0 ||
16693                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
16694                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
16695                                     class == BPF_JMP32) {
16696                                         verbose(env, "BPF_EXIT uses reserved fields\n");
16697                                         return -EINVAL;
16698                                 }
16699
16700                                 if (env->cur_state->active_lock.ptr &&
16701                                     !in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
16702                                         verbose(env, "bpf_spin_unlock is missing\n");
16703                                         return -EINVAL;
16704                                 }
16705
16706                                 if (env->cur_state->active_rcu_lock &&
16707                                     !in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
16708                                         verbose(env, "bpf_rcu_read_unlock is missing\n");
16709                                         return -EINVAL;
16710                                 }
16711
16712                                 /* We must do check_reference_leak here before
16713                                  * prepare_func_exit to handle the case when
16714                                  * state->curframe > 0, it may be a callback
16715                                  * function, for which reference_state must
16716                                  * match caller reference state when it exits.
16717                                  */
16718                                 err = check_reference_leak(env);
16719                                 if (err)
16720                                         return err;
16721
16722                                 if (state->curframe) {
16723                                         /* exit from nested function */
16724                                         err = prepare_func_exit(env, &env->insn_idx);
16725                                         if (err)
16726                                                 return err;
16727                                         do_print_state = true;
16728                                         continue;
16729                                 }
16730
16731                                 err = check_return_code(env);
16732                                 if (err)
16733                                         return err;
16734 process_bpf_exit:
16735                                 mark_verifier_state_scratched(env);
16736                                 update_branch_counts(env, env->cur_state);
16737                                 err = pop_stack(env, &prev_insn_idx,
16738                                                 &env->insn_idx, pop_log);
16739                                 if (err < 0) {
16740                                         if (err != -ENOENT)
16741                                                 return err;
16742                                         break;
16743                                 } else {
16744                                         do_print_state = true;
16745                                         continue;
16746                                 }
16747                         } else {
16748                                 err = check_cond_jmp_op(env, insn, &env->insn_idx);
16749                                 if (err)
16750                                         return err;
16751                         }
16752                 } else if (class == BPF_LD) {
16753                         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
16754
16755                         if (mode == BPF_ABS || mode == BPF_IND) {
16756                                 err = check_ld_abs(env, insn);
16757                                 if (err)
16758                                         return err;
16759
16760                         } else if (mode == BPF_IMM) {
16761                                 err = check_ld_imm(env, insn);
16762                                 if (err)
16763                                         return err;
16764
16765                                 env->insn_idx++;
16766                                 sanitize_mark_insn_seen(env);
16767                         } else {
16768                                 verbose(env, "invalid BPF_LD mode\n");
16769                                 return -EINVAL;
16770                         }
16771                 } else {
16772                         verbose(env, "unknown insn class %d\n", class);
16773                         return -EINVAL;
16774                 }
16775
16776                 env->insn_idx++;
16777         }
16778
16779         return 0;
16780 }
16781
16782 static int find_btf_percpu_datasec(struct btf *btf)
16783 {
16784         const struct btf_type *t;
16785         const char *tname;
16786         int i, n;
16787
16788         /*
16789          * Both vmlinux and module each have their own ".data..percpu"
16790          * DATASECs in BTF. So for module's case, we need to skip vmlinux BTF
16791          * types to look at only module's own BTF types.
16792          */
16793         n = btf_nr_types(btf);
16794         if (btf_is_module(btf))
16795                 i = btf_nr_types(btf_vmlinux);
16796         else
16797                 i = 1;
16798
16799         for(; i < n; i++) {
16800                 t = btf_type_by_id(btf, i);
16801                 if (BTF_INFO_KIND(t->info) != BTF_KIND_DATASEC)
16802                         continue;
16803
16804                 tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
16805                 if (!strcmp(tname, ".data..percpu"))
16806                         return i;
16807         }
16808
16809         return -ENOENT;
16810 }
16811
16812 /* replace pseudo btf_id with kernel symbol address */
16813 static int check_pseudo_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
16814                                struct bpf_insn *insn,
16815                                struct bpf_insn_aux_data *aux)
16816 {
16817         const struct btf_var_secinfo *vsi;
16818         const struct btf_type *datasec;
16819         struct btf_mod_pair *btf_mod;
16820         const struct btf_type *t;
16821         const char *sym_name;
16822         bool percpu = false;
16823         u32 type, id = insn->imm;
16824         struct btf *btf;
16825         s32 datasec_id;
16826         u64 addr;
16827         int i, btf_fd, err;
16828
16829         btf_fd = insn[1].imm;
16830         if (btf_fd) {
16831                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
16832                 if (IS_ERR(btf)) {
16833                         verbose(env, "invalid module BTF object FD specified.\n");
16834                         return -EINVAL;
16835                 }
16836         } else {
16837                 if (!btf_vmlinux) {
16838                         verbose(env, "kernel is missing BTF, make sure CONFIG_DEBUG_INFO_BTF=y is specified in Kconfig.\n");
16839                         return -EINVAL;
16840                 }
16841                 btf = btf_vmlinux;
16842                 btf_get(btf);
16843         }
16844
16845         t = btf_type_by_id(btf, id);
16846         if (!t) {
16847                 verbose(env, "ldimm64 insn specifies invalid btf_id %d.\n", id);
16848                 err = -ENOENT;
16849                 goto err_put;
16850         }
16851
16852         if (!btf_type_is_var(t) && !btf_type_is_func(t)) {
16853                 verbose(env, "pseudo btf_id %d in ldimm64 isn't KIND_VAR or KIND_FUNC\n", id);
16854                 err = -EINVAL;
16855                 goto err_put;
16856         }
16857
16858         sym_name = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
16859         addr = kallsyms_lookup_name(sym_name);
16860         if (!addr) {
16861                 verbose(env, "ldimm64 failed to find the address for kernel symbol '%s'.\n",
16862                         sym_name);
16863                 err = -ENOENT;
16864                 goto err_put;
16865         }
16866         insn[0].imm = (u32)addr;
16867         insn[1].imm = addr >> 32;
16868
16869         if (btf_type_is_func(t)) {
16870                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
16871                 aux->btf_var.mem_size = 0;
16872                 goto check_btf;
16873         }
16874
16875         datasec_id = find_btf_percpu_datasec(btf);
16876         if (datasec_id > 0) {
16877                 datasec = btf_type_by_id(btf, datasec_id);
16878                 for_each_vsi(i, datasec, vsi) {
16879                         if (vsi->type == id) {
16880                                 percpu = true;
16881                                 break;
16882                         }
16883                 }
16884         }
16885
16886         type = t->type;
16887         t = btf_type_skip_modifiers(btf, type, NULL);
16888         if (percpu) {
16889                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU;
16890                 aux->btf_var.btf = btf;
16891                 aux->btf_var.btf_id = type;
16892         } else if (!btf_type_is_struct(t)) {
16893                 const struct btf_type *ret;
16894                 const char *tname;
16895                 u32 tsize;
16896
16897                 /* resolve the type size of ksym. */
16898                 ret = btf_resolve_size(btf, t, &tsize);
16899                 if (IS_ERR(ret)) {
16900                         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
16901                         verbose(env, "ldimm64 unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
16902                                 tname, PTR_ERR(ret));
16903                         err = -EINVAL;
16904                         goto err_put;
16905                 }
16906                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
16907                 aux->btf_var.mem_size = tsize;
16908         } else {
16909                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID;
16910                 aux->btf_var.btf = btf;
16911                 aux->btf_var.btf_id = type;
16912         }
16913 check_btf:
16914         /* check whether we recorded this BTF (and maybe module) already */
16915         for (i = 0; i < env->used_btf_cnt; i++) {
16916                 if (env->used_btfs[i].btf == btf) {
16917                         btf_put(btf);
16918                         return 0;
16919                 }
16920         }
16921
16922         if (env->used_btf_cnt >= MAX_USED_BTFS) {
16923                 err = -E2BIG;
16924                 goto err_put;
16925         }
16926
16927         btf_mod = &env->used_btfs[env->used_btf_cnt];
16928         btf_mod->btf = btf;
16929         btf_mod->module = NULL;
16930
16931         /* if we reference variables from kernel module, bump its refcount */
16932         if (btf_is_module(btf)) {
16933                 btf_mod->module = btf_try_get_module(btf);
16934                 if (!btf_mod->module) {
16935                         err = -ENXIO;
16936                         goto err_put;
16937                 }
16938         }
16939
16940         env->used_btf_cnt++;
16941
16942         return 0;
16943 err_put:
16944         btf_put(btf);
16945         return err;
16946 }
16947
16948 static bool is_tracing_prog_type(enum bpf_prog_type type)
16949 {
16950         switch (type) {
16951         case BPF_PROG_TYPE_KPROBE:
16952         case BPF_PROG_TYPE_TRACEPOINT:
16953         case BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT:
16954         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
16955         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT_WRITABLE:
16956                 return true;
16957         default:
16958                 return false;
16959         }
16960 }
16961
16962 static int check_map_prog_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
16963                                         struct bpf_map *map,
16964                                         struct bpf_prog *prog)
16965
16966 {
16967         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
16968
16969         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_LIST_HEAD) ||
16970             btf_record_has_field(map->record, BPF_RB_ROOT)) {
16971                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
16972                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_{list_head,rb_root} yet\n");
16973                         return -EINVAL;
16974                 }
16975         }
16976
16977         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_SPIN_LOCK)) {
16978                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER) {
16979                         verbose(env, "socket filter progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
16980                         return -EINVAL;
16981                 }
16982
16983                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
16984                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
16985                         return -EINVAL;
16986                 }
16987         }
16988
16989         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_TIMER)) {
16990                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
16991                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_timer yet\n");
16992                         return -EINVAL;
16993                 }
16994         }
16995
16996         if ((bpf_prog_is_offloaded(prog->aux) || bpf_map_is_offloaded(map)) &&
16997             !bpf_offload_prog_map_match(prog, map)) {
16998                 verbose(env, "offload device mismatch between prog and map\n");
16999                 return -EINVAL;
17000         }
17001
17002         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_STRUCT_OPS) {
17003                 verbose(env, "bpf_struct_ops map cannot be used in prog\n");
17004                 return -EINVAL;
17005         }
17006
17007         if (prog->aux->sleepable)
17008                 switch (map->map_type) {
17009                 case BPF_MAP_TYPE_HASH:
17010                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH:
17011                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY:
17012                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH:
17013                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY:
17014                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH:
17015                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
17016                 case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
17017                 case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
17018                 case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
17019                 case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
17020                 case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
17021                 case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
17022                 case BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE:
17023                         break;
17024                 default:
17025                         verbose(env,
17026                                 "Sleepable programs can only use array, hash, ringbuf and local storage maps\n");
17027                         return -EINVAL;
17028                 }
17029
17030         return 0;
17031 }
17032
17033 static bool bpf_map_is_cgroup_storage(struct bpf_map *map)
17034 {
17035         return (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE ||
17036                 map->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE);
17037 }
17038
17039 /* find and rewrite pseudo imm in ld_imm64 instructions:
17040  *
17041  * 1. if it accesses map FD, replace it with actual map pointer.
17042  * 2. if it accesses btf_id of a VAR, replace it with pointer to the var.
17043  *
17044  * NOTE: btf_vmlinux is required for converting pseudo btf_id.
17045  */
17046 static int resolve_pseudo_ldimm64(struct bpf_verifier_env *env)
17047 {
17048         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17049         int insn_cnt = env->prog->len;
17050         int i, j, err;
17051
17052         err = bpf_prog_calc_tag(env->prog);
17053         if (err)
17054                 return err;
17055
17056         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
17057                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
17058                     ((BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM && BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEMSX) ||
17059                     insn->imm != 0)) {
17060                         verbose(env, "BPF_LDX uses reserved fields\n");
17061                         return -EINVAL;
17062                 }
17063
17064                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW)) {
17065                         struct bpf_insn_aux_data *aux;
17066                         struct bpf_map *map;
17067                         struct fd f;
17068                         u64 addr;
17069                         u32 fd;
17070
17071                         if (i == insn_cnt - 1 || insn[1].code != 0 ||
17072                             insn[1].dst_reg != 0 || insn[1].src_reg != 0 ||
17073                             insn[1].off != 0) {
17074                                 verbose(env, "invalid bpf_ld_imm64 insn\n");
17075                                 return -EINVAL;
17076                         }
17077
17078                         if (insn[0].src_reg == 0)
17079                                 /* valid generic load 64-bit imm */
17080                                 goto next_insn;
17081
17082                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
17083                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
17084                                 err = check_pseudo_btf_id(env, insn, aux);
17085                                 if (err)
17086                                         return err;
17087                                 goto next_insn;
17088                         }
17089
17090                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
17091                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
17092                                 aux->ptr_type = PTR_TO_FUNC;
17093                                 goto next_insn;
17094                         }
17095
17096                         /* In final convert_pseudo_ld_imm64() step, this is
17097                          * converted into regular 64-bit imm load insn.
17098                          */
17099                         switch (insn[0].src_reg) {
17100                         case BPF_PSEUDO_MAP_VALUE:
17101                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
17102                                 break;
17103                         case BPF_PSEUDO_MAP_FD:
17104                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
17105                                 if (insn[1].imm == 0)
17106                                         break;
17107                                 fallthrough;
17108                         default:
17109                                 verbose(env, "unrecognized bpf_ld_imm64 insn\n");
17110                                 return -EINVAL;
17111                         }
17112
17113                         switch (insn[0].src_reg) {
17114                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
17115                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
17116                                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
17117                                         verbose(env, "fd_idx without fd_array is invalid\n");
17118                                         return -EPROTO;
17119                                 }
17120                                 if (copy_from_bpfptr_offset(&fd, env->fd_array,
17121                                                             insn[0].imm * sizeof(fd),
17122                                                             sizeof(fd)))
17123                                         return -EFAULT;
17124                                 break;
17125                         default:
17126                                 fd = insn[0].imm;
17127                                 break;
17128                         }
17129
17130                         f = fdget(fd);
17131                         map = __bpf_map_get(f);
17132                         if (IS_ERR(map)) {
17133                                 verbose(env, "fd %d is not pointing to valid bpf_map\n",
17134                                         insn[0].imm);
17135                                 return PTR_ERR(map);
17136                         }
17137
17138                         err = check_map_prog_compatibility(env, map, env->prog);
17139                         if (err) {
17140                                 fdput(f);
17141                                 return err;
17142                         }
17143
17144                         aux = &env->insn_aux_data[i];
17145                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
17146                             insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
17147                                 addr = (unsigned long)map;
17148                         } else {
17149                                 u32 off = insn[1].imm;
17150
17151                                 if (off >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
17152                                         verbose(env, "direct value offset of %u is not allowed\n", off);
17153                                         fdput(f);
17154                                         return -EINVAL;
17155                                 }
17156
17157                                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
17158                                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
17159                                         fdput(f);
17160                                         return -EINVAL;
17161                                 }
17162
17163                                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
17164                                 if (err) {
17165                                         verbose(env, "invalid access to map value pointer, value_size=%u off=%u\n",
17166                                                 map->value_size, off);
17167                                         fdput(f);
17168                                         return err;
17169                                 }
17170
17171                                 aux->map_off = off;
17172                                 addr += off;
17173                         }
17174
17175                         insn[0].imm = (u32)addr;
17176                         insn[1].imm = addr >> 32;
17177
17178                         /* check whether we recorded this map already */
17179                         for (j = 0; j < env->used_map_cnt; j++) {
17180                                 if (env->used_maps[j] == map) {
17181                                         aux->map_index = j;
17182                                         fdput(f);
17183                                         goto next_insn;
17184                                 }
17185                         }
17186
17187                         if (env->used_map_cnt >= MAX_USED_MAPS) {
17188                                 fdput(f);
17189                                 return -E2BIG;
17190                         }
17191
17192                         /* hold the map. If the program is rejected by verifier,
17193                          * the map will be released by release_maps() or it
17194                          * will be used by the valid program until it's unloaded
17195                          * and all maps are released in free_used_maps()
17196                          */
17197                         bpf_map_inc(map);
17198
17199                         aux->map_index = env->used_map_cnt;
17200                         env->used_maps[env->used_map_cnt++] = map;
17201
17202                         if (bpf_map_is_cgroup_storage(map) &&
17203                             bpf_cgroup_storage_assign(env->prog->aux, map)) {
17204                                 verbose(env, "only one cgroup storage of each type is allowed\n");
17205                                 fdput(f);
17206                                 return -EBUSY;
17207                         }
17208
17209                         fdput(f);
17210 next_insn:
17211                         insn++;
17212                         i++;
17213                         continue;
17214                 }
17215
17216                 /* Basic sanity check before we invest more work here. */
17217                 if (!bpf_opcode_in_insntable(insn->code)) {
17218                         verbose(env, "unknown opcode %02x\n", insn->code);
17219                         return -EINVAL;
17220                 }
17221         }
17222
17223         /* now all pseudo BPF_LD_IMM64 instructions load valid
17224          * 'struct bpf_map *' into a register instead of user map_fd.
17225          * These pointers will be used later by verifier to validate map access.
17226          */
17227         return 0;
17228 }
17229
17230 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
17231 static void release_maps(struct bpf_verifier_env *env)
17232 {
17233         __bpf_free_used_maps(env->prog->aux, env->used_maps,
17234                              env->used_map_cnt);
17235 }
17236
17237 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
17238 static void release_btfs(struct bpf_verifier_env *env)
17239 {
17240         __bpf_free_used_btfs(env->prog->aux, env->used_btfs,
17241                              env->used_btf_cnt);
17242 }
17243
17244 /* convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic BPF_LD_IMM64 */
17245 static void convert_pseudo_ld_imm64(struct bpf_verifier_env *env)
17246 {
17247         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17248         int insn_cnt = env->prog->len;
17249         int i;
17250
17251         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
17252                 if (insn->code != (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW))
17253                         continue;
17254                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC)
17255                         continue;
17256                 insn->src_reg = 0;
17257         }
17258 }
17259
17260 /* single env->prog->insni[off] instruction was replaced with the range
17261  * insni[off, off + cnt).  Adjust corresponding insn_aux_data by copying
17262  * [0, off) and [off, end) to new locations, so the patched range stays zero
17263  */
17264 static void adjust_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env,
17265                                  struct bpf_insn_aux_data *new_data,
17266                                  struct bpf_prog *new_prog, u32 off, u32 cnt)
17267 {
17268         struct bpf_insn_aux_data *old_data = env->insn_aux_data;
17269         struct bpf_insn *insn = new_prog->insnsi;
17270         u32 old_seen = old_data[off].seen;
17271         u32 prog_len;
17272         int i;
17273
17274         /* aux info at OFF always needs adjustment, no matter fast path
17275          * (cnt == 1) is taken or not. There is no guarantee INSN at OFF is the
17276          * original insn at old prog.
17277          */
17278         old_data[off].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + off + cnt - 1);
17279
17280         if (cnt == 1)
17281                 return;
17282         prog_len = new_prog->len;
17283
17284         memcpy(new_data, old_data, sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * off);
17285         memcpy(new_data + off + cnt - 1, old_data + off,
17286                sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * (prog_len - off - cnt + 1));
17287         for (i = off; i < off + cnt - 1; i++) {
17288                 /* Expand insni[off]'s seen count to the patched range. */
17289                 new_data[i].seen = old_seen;
17290                 new_data[i].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + i);
17291         }
17292         env->insn_aux_data = new_data;
17293         vfree(old_data);
17294 }
17295
17296 static void adjust_subprog_starts(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 len)
17297 {
17298         int i;
17299
17300         if (len == 1)
17301                 return;
17302         /* NOTE: fake 'exit' subprog should be updated as well. */
17303         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++) {
17304                 if (env->subprog_info[i].start <= off)
17305                         continue;
17306                 env->subprog_info[i].start += len - 1;
17307         }
17308 }
17309
17310 static void adjust_poke_descs(struct bpf_prog *prog, u32 off, u32 len)
17311 {
17312         struct bpf_jit_poke_descriptor *tab = prog->aux->poke_tab;
17313         int i, sz = prog->aux->size_poke_tab;
17314         struct bpf_jit_poke_descriptor *desc;
17315
17316         for (i = 0; i < sz; i++) {
17317                 desc = &tab[i];
17318                 if (desc->insn_idx <= off)
17319                         continue;
17320                 desc->insn_idx += len - 1;
17321         }
17322 }
17323
17324 static struct bpf_prog *bpf_patch_insn_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
17325                                             const struct bpf_insn *patch, u32 len)
17326 {
17327         struct bpf_prog *new_prog;
17328         struct bpf_insn_aux_data *new_data = NULL;
17329
17330         if (len > 1) {
17331                 new_data = vzalloc(array_size(env->prog->len + len - 1,
17332                                               sizeof(struct bpf_insn_aux_data)));
17333                 if (!new_data)
17334                         return NULL;
17335         }
17336
17337         new_prog = bpf_patch_insn_single(env->prog, off, patch, len);
17338         if (IS_ERR(new_prog)) {
17339                 if (PTR_ERR(new_prog) == -ERANGE)
17340                         verbose(env,
17341                                 "insn %d cannot be patched due to 16-bit range\n",
17342                                 env->insn_aux_data[off].orig_idx);
17343                 vfree(new_data);
17344                 return NULL;
17345         }
17346         adjust_insn_aux_data(env, new_data, new_prog, off, len);
17347         adjust_subprog_starts(env, off, len);
17348         adjust_poke_descs(new_prog, off, len);
17349         return new_prog;
17350 }
17351
17352 static int adjust_subprog_starts_after_remove(struct bpf_verifier_env *env,
17353                                               u32 off, u32 cnt)
17354 {
17355         int i, j;
17356
17357         /* find first prog starting at or after off (first to remove) */
17358         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
17359                 if (env->subprog_info[i].start >= off)
17360                         break;
17361         /* find first prog starting at or after off + cnt (first to stay) */
17362         for (j = i; j < env->subprog_cnt; j++)
17363                 if (env->subprog_info[j].start >= off + cnt)
17364                         break;
17365         /* if j doesn't start exactly at off + cnt, we are just removing
17366          * the front of previous prog
17367          */
17368         if (env->subprog_info[j].start != off + cnt)
17369                 j--;
17370
17371         if (j > i) {
17372                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
17373                 int move;
17374
17375                 /* move fake 'exit' subprog as well */
17376                 move = env->subprog_cnt + 1 - j;
17377
17378                 memmove(env->subprog_info + i,
17379                         env->subprog_info + j,
17380                         sizeof(*env->subprog_info) * move);
17381                 env->subprog_cnt -= j - i;
17382
17383                 /* remove func_info */
17384                 if (aux->func_info) {
17385                         move = aux->func_info_cnt - j;
17386
17387                         memmove(aux->func_info + i,
17388                                 aux->func_info + j,
17389                                 sizeof(*aux->func_info) * move);
17390                         aux->func_info_cnt -= j - i;
17391                         /* func_info->insn_off is set after all code rewrites,
17392                          * in adjust_btf_func() - no need to adjust
17393                          */
17394                 }
17395         } else {
17396                 /* convert i from "first prog to remove" to "first to adjust" */
17397                 if (env->subprog_info[i].start == off)
17398                         i++;
17399         }
17400
17401         /* update fake 'exit' subprog as well */
17402         for (; i <= env->subprog_cnt; i++)
17403                 env->subprog_info[i].start -= cnt;
17404
17405         return 0;
17406 }
17407
17408 static int bpf_adj_linfo_after_remove(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
17409                                       u32 cnt)
17410 {
17411         struct bpf_prog *prog = env->prog;
17412         u32 i, l_off, l_cnt, nr_linfo;
17413         struct bpf_line_info *linfo;
17414
17415         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
17416         if (!nr_linfo)
17417                 return 0;
17418
17419         linfo = prog->aux->linfo;
17420
17421         /* find first line info to remove, count lines to be removed */
17422         for (i = 0; i < nr_linfo; i++)
17423                 if (linfo[i].insn_off >= off)
17424                         break;
17425
17426         l_off = i;
17427         l_cnt = 0;
17428         for (; i < nr_linfo; i++)
17429                 if (linfo[i].insn_off < off + cnt)
17430                         l_cnt++;
17431                 else
17432                         break;
17433
17434         /* First live insn doesn't match first live linfo, it needs to "inherit"
17435          * last removed linfo.  prog is already modified, so prog->len == off
17436          * means no live instructions after (tail of the program was removed).
17437          */
17438         if (prog->len != off && l_cnt &&
17439             (i == nr_linfo || linfo[i].insn_off != off + cnt)) {
17440                 l_cnt--;
17441                 linfo[--i].insn_off = off + cnt;
17442         }
17443
17444         /* remove the line info which refer to the removed instructions */
17445         if (l_cnt) {
17446                 memmove(linfo + l_off, linfo + i,
17447                         sizeof(*linfo) * (nr_linfo - i));
17448
17449                 prog->aux->nr_linfo -= l_cnt;
17450                 nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
17451         }
17452
17453         /* pull all linfo[i].insn_off >= off + cnt in by cnt */
17454         for (i = l_off; i < nr_linfo; i++)
17455                 linfo[i].insn_off -= cnt;
17456
17457         /* fix up all subprogs (incl. 'exit') which start >= off */
17458         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++)
17459                 if (env->subprog_info[i].linfo_idx > l_off) {
17460                         /* program may have started in the removed region but
17461                          * may not be fully removed
17462                          */
17463                         if (env->subprog_info[i].linfo_idx >= l_off + l_cnt)
17464                                 env->subprog_info[i].linfo_idx -= l_cnt;
17465                         else
17466                                 env->subprog_info[i].linfo_idx = l_off;
17467                 }
17468
17469         return 0;
17470 }
17471
17472 static int verifier_remove_insns(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 cnt)
17473 {
17474         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17475         unsigned int orig_prog_len = env->prog->len;
17476         int err;
17477
17478         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
17479                 bpf_prog_offload_remove_insns(env, off, cnt);
17480
17481         err = bpf_remove_insns(env->prog, off, cnt);
17482         if (err)
17483                 return err;
17484
17485         err = adjust_subprog_starts_after_remove(env, off, cnt);
17486         if (err)
17487                 return err;
17488
17489         err = bpf_adj_linfo_after_remove(env, off, cnt);
17490         if (err)
17491                 return err;
17492
17493         memmove(aux_data + off, aux_data + off + cnt,
17494                 sizeof(*aux_data) * (orig_prog_len - off - cnt));
17495
17496         return 0;
17497 }
17498
17499 /* The verifier does more data flow analysis than llvm and will not
17500  * explore branches that are dead at run time. Malicious programs can
17501  * have dead code too. Therefore replace all dead at-run-time code
17502  * with 'ja -1'.
17503  *
17504  * Just nops are not optimal, e.g. if they would sit at the end of the
17505  * program and through another bug we would manage to jump there, then
17506  * we'd execute beyond program memory otherwise. Returning exception
17507  * code also wouldn't work since we can have subprogs where the dead
17508  * code could be located.
17509  */
17510 static void sanitize_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
17511 {
17512         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17513         struct bpf_insn trap = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, -1);
17514         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17515         const int insn_cnt = env->prog->len;
17516         int i;
17517
17518         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
17519                 if (aux_data[i].seen)
17520                         continue;
17521                 memcpy(insn + i, &trap, sizeof(trap));
17522                 aux_data[i].zext_dst = false;
17523         }
17524 }
17525
17526 static bool insn_is_cond_jump(u8 code)
17527 {
17528         u8 op;
17529
17530         op = BPF_OP(code);
17531         if (BPF_CLASS(code) == BPF_JMP32)
17532                 return op != BPF_JA;
17533
17534         if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP)
17535                 return false;
17536
17537         return op != BPF_JA && op != BPF_EXIT && op != BPF_CALL;
17538 }
17539
17540 static void opt_hard_wire_dead_code_branches(struct bpf_verifier_env *env)
17541 {
17542         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17543         struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
17544         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17545         const int insn_cnt = env->prog->len;
17546         int i;
17547
17548         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
17549                 if (!insn_is_cond_jump(insn->code))
17550                         continue;
17551
17552                 if (!aux_data[i + 1].seen)
17553                         ja.off = insn->off;
17554                 else if (!aux_data[i + 1 + insn->off].seen)
17555                         ja.off = 0;
17556                 else
17557                         continue;
17558
17559                 if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
17560                         bpf_prog_offload_replace_insn(env, i, &ja);
17561
17562                 memcpy(insn, &ja, sizeof(ja));
17563         }
17564 }
17565
17566 static int opt_remove_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
17567 {
17568         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17569         int insn_cnt = env->prog->len;
17570         int i, err;
17571
17572         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
17573                 int j;
17574
17575                 j = 0;
17576                 while (i + j < insn_cnt && !aux_data[i + j].seen)
17577                         j++;
17578                 if (!j)
17579                         continue;
17580
17581                 err = verifier_remove_insns(env, i, j);
17582                 if (err)
17583                         return err;
17584                 insn_cnt = env->prog->len;
17585         }
17586
17587         return 0;
17588 }
17589
17590 static int opt_remove_nops(struct bpf_verifier_env *env)
17591 {
17592         const struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
17593         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17594         int insn_cnt = env->prog->len;
17595         int i, err;
17596
17597         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
17598                 if (memcmp(&insn[i], &ja, sizeof(ja)))
17599                         continue;
17600
17601                 err = verifier_remove_insns(env, i, 1);
17602                 if (err)
17603                         return err;
17604                 insn_cnt--;
17605                 i--;
17606         }
17607
17608         return 0;
17609 }
17610
17611 static int opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(struct bpf_verifier_env *env,
17612                                          const union bpf_attr *attr)
17613 {
17614         struct bpf_insn *patch, zext_patch[2], rnd_hi32_patch[4];
17615         struct bpf_insn_aux_data *aux = env->insn_aux_data;
17616         int i, patch_len, delta = 0, len = env->prog->len;
17617         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
17618         struct bpf_prog *new_prog;
17619         bool rnd_hi32;
17620
17621         rnd_hi32 = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_RND_HI32;
17622         zext_patch[1] = BPF_ZEXT_REG(0);
17623         rnd_hi32_patch[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, 0);
17624         rnd_hi32_patch[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_AX, 32);
17625         rnd_hi32_patch[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, 0, BPF_REG_AX);
17626         for (i = 0; i < len; i++) {
17627                 int adj_idx = i + delta;
17628                 struct bpf_insn insn;
17629                 int load_reg;
17630
17631                 insn = insns[adj_idx];
17632                 load_reg = insn_def_regno(&insn);
17633                 if (!aux[adj_idx].zext_dst) {
17634                         u8 code, class;
17635                         u32 imm_rnd;
17636
17637                         if (!rnd_hi32)
17638                                 continue;
17639
17640                         code = insn.code;
17641                         class = BPF_CLASS(code);
17642                         if (load_reg == -1)
17643                                 continue;
17644
17645                         /* NOTE: arg "reg" (the fourth one) is only used for
17646                          *       BPF_STX + SRC_OP, so it is safe to pass NULL
17647                          *       here.
17648                          */
17649                         if (is_reg64(env, &insn, load_reg, NULL, DST_OP)) {
17650                                 if (class == BPF_LD &&
17651                                     BPF_MODE(code) == BPF_IMM)
17652                                         i++;
17653                                 continue;
17654                         }
17655
17656                         /* ctx load could be transformed into wider load. */
17657                         if (class == BPF_LDX &&
17658                             aux[adj_idx].ptr_type == PTR_TO_CTX)
17659                                 continue;
17660
17661                         imm_rnd = get_random_u32();
17662                         rnd_hi32_patch[0] = insn;
17663                         rnd_hi32_patch[1].imm = imm_rnd;
17664                         rnd_hi32_patch[3].dst_reg = load_reg;
17665                         patch = rnd_hi32_patch;
17666                         patch_len = 4;
17667                         goto apply_patch_buffer;
17668                 }
17669
17670                 /* Add in an zero-extend instruction if a) the JIT has requested
17671                  * it or b) it's a CMPXCHG.
17672                  *
17673                  * The latter is because: BPF_CMPXCHG always loads a value into
17674                  * R0, therefore always zero-extends. However some archs'
17675                  * equivalent instruction only does this load when the
17676                  * comparison is successful. This detail of CMPXCHG is
17677                  * orthogonal to the general zero-extension behaviour of the
17678                  * CPU, so it's treated independently of bpf_jit_needs_zext.
17679                  */
17680                 if (!bpf_jit_needs_zext() && !is_cmpxchg_insn(&insn))
17681                         continue;
17682
17683                 /* Zero-extension is done by the caller. */
17684                 if (bpf_pseudo_kfunc_call(&insn))
17685                         continue;
17686
17687                 if (WARN_ON(load_reg == -1)) {
17688                         verbose(env, "verifier bug. zext_dst is set, but no reg is defined\n");
17689                         return -EFAULT;
17690                 }
17691
17692                 zext_patch[0] = insn;
17693                 zext_patch[1].dst_reg = load_reg;
17694                 zext_patch[1].src_reg = load_reg;
17695                 patch = zext_patch;
17696                 patch_len = 2;
17697 apply_patch_buffer:
17698                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, adj_idx, patch, patch_len);
17699                 if (!new_prog)
17700                         return -ENOMEM;
17701                 env->prog = new_prog;
17702                 insns = new_prog->insnsi;
17703                 aux = env->insn_aux_data;
17704                 delta += patch_len - 1;
17705         }
17706
17707         return 0;
17708 }
17709
17710 /* convert load instructions that access fields of a context type into a
17711  * sequence of instructions that access fields of the underlying structure:
17712  *     struct __sk_buff    -> struct sk_buff
17713  *     struct bpf_sock_ops -> struct sock
17714  */
17715 static int convert_ctx_accesses(struct bpf_verifier_env *env)
17716 {
17717         const struct bpf_verifier_ops *ops = env->ops;
17718         int i, cnt, size, ctx_field_size, delta = 0;
17719         const int insn_cnt = env->prog->len;
17720         struct bpf_insn insn_buf[16], *insn;
17721         u32 target_size, size_default, off;
17722         struct bpf_prog *new_prog;
17723         enum bpf_access_type type;
17724         bool is_narrower_load;
17725
17726         if (ops->gen_prologue || env->seen_direct_write) {
17727                 if (!ops->gen_prologue) {
17728                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
17729                         return -EINVAL;
17730                 }
17731                 cnt = ops->gen_prologue(insn_buf, env->seen_direct_write,
17732                                         env->prog);
17733                 if (cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
17734                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
17735                         return -EINVAL;
17736                 } else if (cnt) {
17737                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
17738                         if (!new_prog)
17739                                 return -ENOMEM;
17740
17741                         env->prog = new_prog;
17742                         delta += cnt - 1;
17743                 }
17744         }
17745
17746         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
17747                 return 0;
17748
17749         insn = env->prog->insnsi + delta;
17750
17751         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
17752                 bpf_convert_ctx_access_t convert_ctx_access;
17753                 u8 mode;
17754
17755                 if (insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B) ||
17756                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H) ||
17757                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W) ||
17758                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
17759                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEMSX | BPF_B) ||
17760                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEMSX | BPF_H) ||
17761                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEMSX | BPF_W)) {
17762                         type = BPF_READ;
17763                 } else if (insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B) ||
17764                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H) ||
17765                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W) ||
17766                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
17767                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B) ||
17768                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H) ||
17769                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W) ||
17770                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW)) {
17771                         type = BPF_WRITE;
17772                 } else {
17773                         continue;
17774                 }
17775
17776                 if (type == BPF_WRITE &&
17777                     env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_spill) {
17778                         struct bpf_insn patch[] = {
17779                                 *insn,
17780                                 BPF_ST_NOSPEC(),
17781                         };
17782
17783                         cnt = ARRAY_SIZE(patch);
17784                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patch, cnt);
17785                         if (!new_prog)
17786                                 return -ENOMEM;
17787
17788                         delta    += cnt - 1;
17789                         env->prog = new_prog;
17790                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
17791                         continue;
17792                 }
17793
17794                 switch ((int)env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type) {
17795                 case PTR_TO_CTX:
17796                         if (!ops->convert_ctx_access)
17797                                 continue;
17798                         convert_ctx_access = ops->convert_ctx_access;
17799                         break;
17800                 case PTR_TO_SOCKET:
17801                 case PTR_TO_SOCK_COMMON:
17802                         convert_ctx_access = bpf_sock_convert_ctx_access;
17803                         break;
17804                 case PTR_TO_TCP_SOCK:
17805                         convert_ctx_access = bpf_tcp_sock_convert_ctx_access;
17806                         break;
17807                 case PTR_TO_XDP_SOCK:
17808                         convert_ctx_access = bpf_xdp_sock_convert_ctx_access;
17809                         break;
17810                 case PTR_TO_BTF_ID:
17811                 case PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED:
17812                 /* PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC always has a valid lifetime, unlike
17813                  * PTR_TO_BTF_ID, and an active ref_obj_id, but the same cannot
17814                  * be said once it is marked PTR_UNTRUSTED, hence we must handle
17815                  * any faults for loads into such types. BPF_WRITE is disallowed
17816                  * for this case.
17817                  */
17818                 case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_UNTRUSTED:
17819                         if (type == BPF_READ) {
17820                                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEM)
17821                                         insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM |
17822                                                      BPF_SIZE((insn)->code);
17823                                 else
17824                                         insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEMSX |
17825                                                      BPF_SIZE((insn)->code);
17826                                 env->prog->aux->num_exentries++;
17827                         }
17828                         continue;
17829                 default:
17830                         continue;
17831                 }
17832
17833                 ctx_field_size = env->insn_aux_data[i + delta].ctx_field_size;
17834                 size = BPF_LDST_BYTES(insn);
17835                 mode = BPF_MODE(insn->code);
17836
17837                 /* If the read access is a narrower load of the field,
17838                  * convert to a 4/8-byte load, to minimum program type specific
17839                  * convert_ctx_access changes. If conversion is successful,
17840                  * we will apply proper mask to the result.
17841                  */
17842                 is_narrower_load = size < ctx_field_size;
17843                 size_default = bpf_ctx_off_adjust_machine(ctx_field_size);
17844                 off = insn->off;
17845                 if (is_narrower_load) {
17846                         u8 size_code;
17847
17848                         if (type == BPF_WRITE) {
17849                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx access misconfigured\n");
17850                                 return -EINVAL;
17851                         }
17852
17853                         size_code = BPF_H;
17854                         if (ctx_field_size == 4)
17855                                 size_code = BPF_W;
17856                         else if (ctx_field_size == 8)
17857                                 size_code = BPF_DW;
17858
17859                         insn->off = off & ~(size_default - 1);
17860                         insn->code = BPF_LDX | BPF_MEM | size_code;
17861                 }
17862
17863                 target_size = 0;
17864                 cnt = convert_ctx_access(type, insn, insn_buf, env->prog,
17865                                          &target_size);
17866                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf) ||
17867                     (ctx_field_size && !target_size)) {
17868                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
17869                         return -EINVAL;
17870                 }
17871
17872                 if (is_narrower_load && size < target_size) {
17873                         u8 shift = bpf_ctx_narrow_access_offset(
17874                                 off, size, size_default) * 8;
17875                         if (shift && cnt + 1 >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
17876                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx load misconfigured\n");
17877                                 return -EINVAL;
17878                         }
17879                         if (ctx_field_size <= 4) {
17880                                 if (shift)
17881                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_RSH,
17882                                                                         insn->dst_reg,
17883                                                                         shift);
17884                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
17885                                                                 (1 << size * 8) - 1);
17886                         } else {
17887                                 if (shift)
17888                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH,
17889                                                                         insn->dst_reg,
17890                                                                         shift);
17891                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
17892                                                                 (1ULL << size * 8) - 1);
17893                         }
17894                 }
17895                 if (mode == BPF_MEMSX)
17896                         insn_buf[cnt++] = BPF_RAW_INSN(BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_X,
17897                                                        insn->dst_reg, insn->dst_reg,
17898                                                        size * 8, 0);
17899
17900                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
17901                 if (!new_prog)
17902                         return -ENOMEM;
17903
17904                 delta += cnt - 1;
17905
17906                 /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
17907                 env->prog = new_prog;
17908                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
17909         }
17910
17911         return 0;
17912 }
17913
17914 static int jit_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
17915 {
17916         struct bpf_prog *prog = env->prog, **func, *tmp;
17917         int i, j, subprog_start, subprog_end = 0, len, subprog;
17918         struct bpf_map *map_ptr;
17919         struct bpf_insn *insn;
17920         void *old_bpf_func;
17921         int err, num_exentries;
17922
17923         if (env->subprog_cnt <= 1)
17924                 return 0;
17925
17926         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
17927                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn))
17928                         continue;
17929
17930                 /* Upon error here we cannot fall back to interpreter but
17931                  * need a hard reject of the program. Thus -EFAULT is
17932                  * propagated in any case.
17933                  */
17934                 subprog = find_subprog(env, i + insn->imm + 1);
17935                 if (subprog < 0) {
17936                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
17937                                   i + insn->imm + 1);
17938                         return -EFAULT;
17939                 }
17940                 /* temporarily remember subprog id inside insn instead of
17941                  * aux_data, since next loop will split up all insns into funcs
17942                  */
17943                 insn->off = subprog;
17944                 /* remember original imm in case JIT fails and fallback
17945                  * to interpreter will be needed
17946                  */
17947                 env->insn_aux_data[i].call_imm = insn->imm;
17948                 /* point imm to __bpf_call_base+1 from JITs point of view */
17949                 insn->imm = 1;
17950                 if (bpf_pseudo_func(insn))
17951                         /* jit (e.g. x86_64) may emit fewer instructions
17952                          * if it learns a u32 imm is the same as a u64 imm.
17953                          * Force a non zero here.
17954                          */
17955                         insn[1].imm = 1;
17956         }
17957
17958         err = bpf_prog_alloc_jited_linfo(prog);
17959         if (err)
17960                 goto out_undo_insn;
17961
17962         err = -ENOMEM;
17963         func = kcalloc(env->subprog_cnt, sizeof(prog), GFP_KERNEL);
17964         if (!func)
17965                 goto out_undo_insn;
17966
17967         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
17968                 subprog_start = subprog_end;
17969                 subprog_end = env->subprog_info[i + 1].start;
17970
17971                 len = subprog_end - subprog_start;
17972                 /* bpf_prog_run() doesn't call subprogs directly,
17973                  * hence main prog stats include the runtime of subprogs.
17974                  * subprogs don't have IDs and not reachable via prog_get_next_id
17975                  * func[i]->stats will never be accessed and stays NULL
17976                  */
17977                 func[i] = bpf_prog_alloc_no_stats(bpf_prog_size(len), GFP_USER);
17978                 if (!func[i])
17979                         goto out_free;
17980                 memcpy(func[i]->insnsi, &prog->insnsi[subprog_start],
17981                        len * sizeof(struct bpf_insn));
17982                 func[i]->type = prog->type;
17983                 func[i]->len = len;
17984                 if (bpf_prog_calc_tag(func[i]))
17985                         goto out_free;
17986                 func[i]->is_func = 1;
17987                 func[i]->aux->func_idx = i;
17988                 /* Below members will be freed only at prog->aux */
17989                 func[i]->aux->btf = prog->aux->btf;
17990                 func[i]->aux->func_info = prog->aux->func_info;
17991                 func[i]->aux->func_info_cnt = prog->aux->func_info_cnt;
17992                 func[i]->aux->poke_tab = prog->aux->poke_tab;
17993                 func[i]->aux->size_poke_tab = prog->aux->size_poke_tab;
17994
17995                 for (j = 0; j < prog->aux->size_poke_tab; j++) {
17996                         struct bpf_jit_poke_descriptor *poke;
17997
17998                         poke = &prog->aux->poke_tab[j];
17999                         if (poke->insn_idx < subprog_end &&
18000                             poke->insn_idx >= subprog_start)
18001                                 poke->aux = func[i]->aux;
18002                 }
18003
18004                 func[i]->aux->name[0] = 'F';
18005                 func[i]->aux->stack_depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
18006                 func[i]->jit_requested = 1;
18007                 func[i]->blinding_requested = prog->blinding_requested;
18008                 func[i]->aux->kfunc_tab = prog->aux->kfunc_tab;
18009                 func[i]->aux->kfunc_btf_tab = prog->aux->kfunc_btf_tab;
18010                 func[i]->aux->linfo = prog->aux->linfo;
18011                 func[i]->aux->nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
18012                 func[i]->aux->jited_linfo = prog->aux->jited_linfo;
18013                 func[i]->aux->linfo_idx = env->subprog_info[i].linfo_idx;
18014                 num_exentries = 0;
18015                 insn = func[i]->insnsi;
18016                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
18017                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
18018                             (BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM ||
18019                              BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEMSX))
18020                                 num_exentries++;
18021                 }
18022                 func[i]->aux->num_exentries = num_exentries;
18023                 func[i]->aux->tail_call_reachable = env->subprog_info[i].tail_call_reachable;
18024                 func[i] = bpf_int_jit_compile(func[i]);
18025                 if (!func[i]->jited) {
18026                         err = -ENOTSUPP;
18027                         goto out_free;
18028                 }
18029                 cond_resched();
18030         }
18031
18032         /* at this point all bpf functions were successfully JITed
18033          * now populate all bpf_calls with correct addresses and
18034          * run last pass of JIT
18035          */
18036         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
18037                 insn = func[i]->insnsi;
18038                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
18039                         if (bpf_pseudo_func(insn)) {
18040                                 subprog = insn->off;
18041                                 insn[0].imm = (u32)(long)func[subprog]->bpf_func;
18042                                 insn[1].imm = ((u64)(long)func[subprog]->bpf_func) >> 32;
18043                                 continue;
18044                         }
18045                         if (!bpf_pseudo_call(insn))
18046                                 continue;
18047                         subprog = insn->off;
18048                         insn->imm = BPF_CALL_IMM(func[subprog]->bpf_func);
18049                 }
18050
18051                 /* we use the aux data to keep a list of the start addresses
18052                  * of the JITed images for each function in the program
18053                  *
18054                  * for some architectures, such as powerpc64, the imm field
18055                  * might not be large enough to hold the offset of the start
18056                  * address of the callee's JITed image from __bpf_call_base
18057                  *
18058                  * in such cases, we can lookup the start address of a callee
18059                  * by using its subprog id, available from the off field of
18060                  * the call instruction, as an index for this list
18061                  */
18062                 func[i]->aux->func = func;
18063                 func[i]->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
18064         }
18065         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
18066                 old_bpf_func = func[i]->bpf_func;
18067                 tmp = bpf_int_jit_compile(func[i]);
18068                 if (tmp != func[i] || func[i]->bpf_func != old_bpf_func) {
18069                         verbose(env, "JIT doesn't support bpf-to-bpf calls\n");
18070                         err = -ENOTSUPP;
18071                         goto out_free;
18072                 }
18073                 cond_resched();
18074         }
18075
18076         /* finally lock prog and jit images for all functions and
18077          * populate kallsysm. Begin at the first subprogram, since
18078          * bpf_prog_load will add the kallsyms for the main program.
18079          */
18080         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
18081                 bpf_prog_lock_ro(func[i]);
18082                 bpf_prog_kallsyms_add(func[i]);
18083         }
18084
18085         /* Last step: make now unused interpreter insns from main
18086          * prog consistent for later dump requests, so they can
18087          * later look the same as if they were interpreted only.
18088          */
18089         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
18090                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
18091                         insn[0].imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
18092                         insn[1].imm = insn->off;
18093                         insn->off = 0;
18094                         continue;
18095                 }
18096                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
18097                         continue;
18098                 insn->off = env->insn_aux_data[i].call_imm;
18099                 subprog = find_subprog(env, i + insn->off + 1);
18100                 insn->imm = subprog;
18101         }
18102
18103         prog->jited = 1;
18104         prog->bpf_func = func[0]->bpf_func;
18105         prog->jited_len = func[0]->jited_len;
18106         prog->aux->extable = func[0]->aux->extable;
18107         prog->aux->num_exentries = func[0]->aux->num_exentries;
18108         prog->aux->func = func;
18109         prog->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
18110         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
18111         return 0;
18112 out_free:
18113         /* We failed JIT'ing, so at this point we need to unregister poke
18114          * descriptors from subprogs, so that kernel is not attempting to
18115          * patch it anymore as we're freeing the subprog JIT memory.
18116          */
18117         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
18118                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
18119                 map_ptr->ops->map_poke_untrack(map_ptr, prog->aux);
18120         }
18121         /* At this point we're guaranteed that poke descriptors are not
18122          * live anymore. We can just unlink its descriptor table as it's
18123          * released with the main prog.
18124          */
18125         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
18126                 if (!func[i])
18127                         continue;
18128                 func[i]->aux->poke_tab = NULL;
18129                 bpf_jit_free(func[i]);
18130         }
18131         kfree(func);
18132 out_undo_insn:
18133         /* cleanup main prog to be interpreted */
18134         prog->jit_requested = 0;
18135         prog->blinding_requested = 0;
18136         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
18137                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
18138                         continue;
18139                 insn->off = 0;
18140                 insn->imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
18141         }
18142         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
18143         return err;
18144 }
18145
18146 static int fixup_call_args(struct bpf_verifier_env *env)
18147 {
18148 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
18149         struct bpf_prog *prog = env->prog;
18150         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
18151         bool has_kfunc_call = bpf_prog_has_kfunc_call(prog);
18152         int i, depth;
18153 #endif
18154         int err = 0;
18155
18156         if (env->prog->jit_requested &&
18157             !bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
18158                 err = jit_subprogs(env);
18159                 if (err == 0)
18160                         return 0;
18161                 if (err == -EFAULT)
18162                         return err;
18163         }
18164 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
18165         if (has_kfunc_call) {
18166                 verbose(env, "calling kernel functions are not allowed in non-JITed programs\n");
18167                 return -EINVAL;
18168         }
18169         if (env->subprog_cnt > 1 && env->prog->aux->tail_call_reachable) {
18170                 /* When JIT fails the progs with bpf2bpf calls and tail_calls
18171                  * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
18172                  */
18173                 verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
18174                 return -EINVAL;
18175         }
18176         for (i = 0; i < prog->len; i++, insn++) {
18177                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
18178                         /* When JIT fails the progs with callback calls
18179                          * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
18180                          */
18181                         verbose(env, "callbacks are not allowed in non-JITed programs\n");
18182                         return -EINVAL;
18183                 }
18184
18185                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
18186                         continue;
18187                 depth = get_callee_stack_depth(env, insn, i);
18188                 if (depth < 0)
18189                         return depth;
18190                 bpf_patch_call_args(insn, depth);
18191         }
18192         err = 0;
18193 #endif
18194         return err;
18195 }
18196
18197 /* replace a generic kfunc with a specialized version if necessary */
18198 static void specialize_kfunc(struct bpf_verifier_env *env,
18199                              u32 func_id, u16 offset, unsigned long *addr)
18200 {
18201         struct bpf_prog *prog = env->prog;
18202         bool seen_direct_write;
18203         void *xdp_kfunc;
18204         bool is_rdonly;
18205
18206         if (bpf_dev_bound_kfunc_id(func_id)) {
18207                 xdp_kfunc = bpf_dev_bound_resolve_kfunc(prog, func_id);
18208                 if (xdp_kfunc) {
18209                         *addr = (unsigned long)xdp_kfunc;
18210                         return;
18211                 }
18212                 /* fallback to default kfunc when not supported by netdev */
18213         }
18214
18215         if (offset)
18216                 return;
18217
18218         if (func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_skb]) {
18219                 seen_direct_write = env->seen_direct_write;
18220                 is_rdonly = !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, BPF_WRITE);
18221
18222                 if (is_rdonly)
18223                         *addr = (unsigned long)bpf_dynptr_from_skb_rdonly;
18224
18225                 /* restore env->seen_direct_write to its original value, since
18226                  * may_access_direct_pkt_data mutates it
18227                  */
18228                 env->seen_direct_write = seen_direct_write;
18229         }
18230 }
18231
18232 static void __fixup_collection_insert_kfunc(struct bpf_insn_aux_data *insn_aux,
18233                                             u16 struct_meta_reg,
18234                                             u16 node_offset_reg,
18235                                             struct bpf_insn *insn,
18236                                             struct bpf_insn *insn_buf,
18237                                             int *cnt)
18238 {
18239         struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = insn_aux->kptr_struct_meta;
18240         struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(struct_meta_reg, (long)kptr_struct_meta) };
18241
18242         insn_buf[0] = addr[0];
18243         insn_buf[1] = addr[1];
18244         insn_buf[2] = BPF_MOV64_IMM(node_offset_reg, insn_aux->insert_off);
18245         insn_buf[3] = *insn;
18246         *cnt = 4;
18247 }
18248
18249 static int fixup_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
18250                             struct bpf_insn *insn_buf, int insn_idx, int *cnt)
18251 {
18252         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
18253
18254         if (!insn->imm) {
18255                 verbose(env, "invalid kernel function call not eliminated in verifier pass\n");
18256                 return -EINVAL;
18257         }
18258
18259         *cnt = 0;
18260
18261         /* insn->imm has the btf func_id. Replace it with an offset relative to
18262          * __bpf_call_base, unless the JIT needs to call functions that are
18263          * further than 32 bits away (bpf_jit_supports_far_kfunc_call()).
18264          */
18265         desc = find_kfunc_desc(env->prog, insn->imm, insn->off);
18266         if (!desc) {
18267                 verbose(env, "verifier internal error: kernel function descriptor not found for func_id %u\n",
18268                         insn->imm);
18269                 return -EFAULT;
18270         }
18271
18272         if (!bpf_jit_supports_far_kfunc_call())
18273                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(desc->addr);
18274         if (insn->off)
18275                 return 0;
18276         if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl]) {
18277                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
18278                 struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_2, (long)kptr_struct_meta) };
18279                 u64 obj_new_size = env->insn_aux_data[insn_idx].obj_new_size;
18280
18281                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_1, obj_new_size);
18282                 insn_buf[1] = addr[0];
18283                 insn_buf[2] = addr[1];
18284                 insn_buf[3] = *insn;
18285                 *cnt = 4;
18286         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl] ||
18287                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl]) {
18288                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
18289                 struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_2, (long)kptr_struct_meta) };
18290
18291                 if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl] &&
18292                     !kptr_struct_meta) {
18293                         verbose(env, "verifier internal error: kptr_struct_meta expected at insn_idx %d\n",
18294                                 insn_idx);
18295                         return -EFAULT;
18296                 }
18297
18298                 insn_buf[0] = addr[0];
18299                 insn_buf[1] = addr[1];
18300                 insn_buf[2] = *insn;
18301                 *cnt = 3;
18302         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
18303                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
18304                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
18305                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
18306                 int struct_meta_reg = BPF_REG_3;
18307                 int node_offset_reg = BPF_REG_4;
18308
18309                 /* rbtree_add has extra 'less' arg, so args-to-fixup are in diff regs */
18310                 if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
18311                         struct_meta_reg = BPF_REG_4;
18312                         node_offset_reg = BPF_REG_5;
18313                 }
18314
18315                 if (!kptr_struct_meta) {
18316                         verbose(env, "verifier internal error: kptr_struct_meta expected at insn_idx %d\n",
18317                                 insn_idx);
18318                         return -EFAULT;
18319                 }
18320
18321                 __fixup_collection_insert_kfunc(&env->insn_aux_data[insn_idx], struct_meta_reg,
18322                                                 node_offset_reg, insn, insn_buf, cnt);
18323         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx] ||
18324                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rdonly_cast]) {
18325                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, BPF_REG_1);
18326                 *cnt = 1;
18327         }
18328         return 0;
18329 }
18330
18331 /* Do various post-verification rewrites in a single program pass.
18332  * These rewrites simplify JIT and interpreter implementations.
18333  */
18334 static int do_misc_fixups(struct bpf_verifier_env *env)
18335 {
18336         struct bpf_prog *prog = env->prog;
18337         enum bpf_attach_type eatype = prog->expected_attach_type;
18338         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
18339         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
18340         const struct bpf_func_proto *fn;
18341         const int insn_cnt = prog->len;
18342         const struct bpf_map_ops *ops;
18343         struct bpf_insn_aux_data *aux;
18344         struct bpf_insn insn_buf[16];
18345         struct bpf_prog *new_prog;
18346         struct bpf_map *map_ptr;
18347         int i, ret, cnt, delta = 0;
18348
18349         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
18350                 /* Make divide-by-zero exceptions impossible. */
18351                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X) ||
18352                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
18353                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X) ||
18354                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
18355                         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
18356                         bool isdiv = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV;
18357                         struct bpf_insn *patchlet;
18358                         struct bpf_insn chk_and_div[] = {
18359                                 /* [R,W]x div 0 -> 0 */
18360                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
18361                                              BPF_JNE | BPF_K, insn->src_reg,
18362                                              0, 2, 0),
18363                                 BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
18364                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
18365                                 *insn,
18366                         };
18367                         struct bpf_insn chk_and_mod[] = {
18368                                 /* [R,W]x mod 0 -> [R,W]x */
18369                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
18370                                              BPF_JEQ | BPF_K, insn->src_reg,
18371                                              0, 1 + (is64 ? 0 : 1), 0),
18372                                 *insn,
18373                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
18374                                 BPF_MOV32_REG(insn->dst_reg, insn->dst_reg),
18375                         };
18376
18377                         patchlet = isdiv ? chk_and_div : chk_and_mod;
18378                         cnt = isdiv ? ARRAY_SIZE(chk_and_div) :
18379                                       ARRAY_SIZE(chk_and_mod) - (is64 ? 2 : 0);
18380
18381                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
18382                         if (!new_prog)
18383                                 return -ENOMEM;
18384
18385                         delta    += cnt - 1;
18386                         env->prog = prog = new_prog;
18387                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18388                         continue;
18389                 }
18390
18391                 /* Implement LD_ABS and LD_IND with a rewrite, if supported by the program type. */
18392                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LD &&
18393                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS ||
18394                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)) {
18395                         cnt = env->ops->gen_ld_abs(insn, insn_buf);
18396                         if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
18397                                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18398                                 return -EINVAL;
18399                         }
18400
18401                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18402                         if (!new_prog)
18403                                 return -ENOMEM;
18404
18405                         delta    += cnt - 1;
18406                         env->prog = prog = new_prog;
18407                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18408                         continue;
18409                 }
18410
18411                 /* Rewrite pointer arithmetic to mitigate speculation attacks. */
18412                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X) ||
18413                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X)) {
18414                         const u8 code_add = BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X;
18415                         const u8 code_sub = BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X;
18416                         struct bpf_insn *patch = &insn_buf[0];
18417                         bool issrc, isneg, isimm;
18418                         u32 off_reg;
18419
18420                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
18421                         if (!aux->alu_state ||
18422                             aux->alu_state == BPF_ALU_NON_POINTER)
18423                                 continue;
18424
18425                         isneg = aux->alu_state & BPF_ALU_NEG_VALUE;
18426                         issrc = (aux->alu_state & BPF_ALU_SANITIZE) ==
18427                                 BPF_ALU_SANITIZE_SRC;
18428                         isimm = aux->alu_state & BPF_ALU_IMMEDIATE;
18429
18430                         off_reg = issrc ? insn->src_reg : insn->dst_reg;
18431                         if (isimm) {
18432                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
18433                         } else {
18434                                 if (isneg)
18435                                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
18436                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
18437                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_SUB, BPF_REG_AX, off_reg);
18438                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, BPF_REG_AX, off_reg);
18439                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_NEG, BPF_REG_AX, 0);
18440                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ARSH, BPF_REG_AX, 63);
18441                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, BPF_REG_AX, off_reg);
18442                         }
18443                         if (!issrc)
18444                                 *patch++ = BPF_MOV64_REG(insn->dst_reg, insn->src_reg);
18445                         insn->src_reg = BPF_REG_AX;
18446                         if (isneg)
18447                                 insn->code = insn->code == code_add ?
18448                                              code_sub : code_add;
18449                         *patch++ = *insn;
18450                         if (issrc && isneg && !isimm)
18451                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
18452                         cnt = patch - insn_buf;
18453
18454                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18455                         if (!new_prog)
18456                                 return -ENOMEM;
18457
18458                         delta    += cnt - 1;
18459                         env->prog = prog = new_prog;
18460                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18461                         continue;
18462                 }
18463
18464                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
18465                         continue;
18466                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
18467                         continue;
18468                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
18469                         ret = fixup_kfunc_call(env, insn, insn_buf, i + delta, &cnt);
18470                         if (ret)
18471                                 return ret;
18472                         if (cnt == 0)
18473                                 continue;
18474
18475                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18476                         if (!new_prog)
18477                                 return -ENOMEM;
18478
18479                         delta    += cnt - 1;
18480                         env->prog = prog = new_prog;
18481                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18482                         continue;
18483                 }
18484
18485                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_route_realm)
18486                         prog->dst_needed = 1;
18487                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_prandom_u32)
18488                         bpf_user_rnd_init_once();
18489                 if (insn->imm == BPF_FUNC_override_return)
18490                         prog->kprobe_override = 1;
18491                 if (insn->imm == BPF_FUNC_tail_call) {
18492                         /* If we tail call into other programs, we
18493                          * cannot make any assumptions since they can
18494                          * be replaced dynamically during runtime in
18495                          * the program array.
18496                          */
18497                         prog->cb_access = 1;
18498                         if (!allow_tail_call_in_subprogs(env))
18499                                 prog->aux->stack_depth = MAX_BPF_STACK;
18500                         prog->aux->max_pkt_offset = MAX_PACKET_OFF;
18501
18502                         /* mark bpf_tail_call as different opcode to avoid
18503                          * conditional branch in the interpreter for every normal
18504                          * call and to prevent accidental JITing by JIT compiler
18505                          * that doesn't support bpf_tail_call yet
18506                          */
18507                         insn->imm = 0;
18508                         insn->code = BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL;
18509
18510                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
18511                         if (env->bpf_capable && !prog->blinding_requested &&
18512                             prog->jit_requested &&
18513                             !bpf_map_key_poisoned(aux) &&
18514                             !bpf_map_ptr_poisoned(aux) &&
18515                             !bpf_map_ptr_unpriv(aux)) {
18516                                 struct bpf_jit_poke_descriptor desc = {
18517                                         .reason = BPF_POKE_REASON_TAIL_CALL,
18518                                         .tail_call.map = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state),
18519                                         .tail_call.key = bpf_map_key_immediate(aux),
18520                                         .insn_idx = i + delta,
18521                                 };
18522
18523                                 ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(prog, &desc);
18524                                 if (ret < 0) {
18525                                         verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
18526                                         return ret;
18527                                 }
18528
18529                                 insn->imm = ret + 1;
18530                                 continue;
18531                         }
18532
18533                         if (!bpf_map_ptr_unpriv(aux))
18534                                 continue;
18535
18536                         /* instead of changing every JIT dealing with tail_call
18537                          * emit two extra insns:
18538                          * if (index >= max_entries) goto out;
18539                          * index &= array->index_mask;
18540                          * to avoid out-of-bounds cpu speculation
18541                          */
18542                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux)) {
18543                                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
18544                                 return -EINVAL;
18545                         }
18546
18547                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
18548                         insn_buf[0] = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, BPF_REG_3,
18549                                                   map_ptr->max_entries, 2);
18550                         insn_buf[1] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, BPF_REG_3,
18551                                                     container_of(map_ptr,
18552                                                                  struct bpf_array,
18553                                                                  map)->index_mask);
18554                         insn_buf[2] = *insn;
18555                         cnt = 3;
18556                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18557                         if (!new_prog)
18558                                 return -ENOMEM;
18559
18560                         delta    += cnt - 1;
18561                         env->prog = prog = new_prog;
18562                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18563                         continue;
18564                 }
18565
18566                 if (insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
18567                         /* The verifier will process callback_fn as many times as necessary
18568                          * with different maps and the register states prepared by
18569                          * set_timer_callback_state will be accurate.
18570                          *
18571                          * The following use case is valid:
18572                          *   map1 is shared by prog1, prog2, prog3.
18573                          *   prog1 calls bpf_timer_init for some map1 elements
18574                          *   prog2 calls bpf_timer_set_callback for some map1 elements.
18575                          *     Those that were not bpf_timer_init-ed will return -EINVAL.
18576                          *   prog3 calls bpf_timer_start for some map1 elements.
18577                          *     Those that were not both bpf_timer_init-ed and
18578                          *     bpf_timer_set_callback-ed will return -EINVAL.
18579                          */
18580                         struct bpf_insn ld_addrs[2] = {
18581                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_3, (long)prog->aux),
18582                         };
18583
18584                         insn_buf[0] = ld_addrs[0];
18585                         insn_buf[1] = ld_addrs[1];
18586                         insn_buf[2] = *insn;
18587                         cnt = 3;
18588
18589                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18590                         if (!new_prog)
18591                                 return -ENOMEM;
18592
18593                         delta    += cnt - 1;
18594                         env->prog = prog = new_prog;
18595                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18596                         goto patch_call_imm;
18597                 }
18598
18599                 if (is_storage_get_function(insn->imm)) {
18600                         if (!env->prog->aux->sleepable ||
18601                             env->insn_aux_data[i + delta].storage_get_func_atomic)
18602                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_ATOMIC);
18603                         else
18604                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_KERNEL);
18605                         insn_buf[1] = *insn;
18606                         cnt = 2;
18607
18608                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18609                         if (!new_prog)
18610                                 return -ENOMEM;
18611
18612                         delta += cnt - 1;
18613                         env->prog = prog = new_prog;
18614                         insn = new_prog->insnsi + i + delta;
18615                         goto patch_call_imm;
18616                 }
18617
18618                 /* BPF_EMIT_CALL() assumptions in some of the map_gen_lookup
18619                  * and other inlining handlers are currently limited to 64 bit
18620                  * only.
18621                  */
18622                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
18623                     (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
18624                      insn->imm == BPF_FUNC_map_update_elem ||
18625                      insn->imm == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
18626                      insn->imm == BPF_FUNC_map_push_elem   ||
18627                      insn->imm == BPF_FUNC_map_pop_elem    ||
18628                      insn->imm == BPF_FUNC_map_peek_elem   ||
18629                      insn->imm == BPF_FUNC_redirect_map    ||
18630                      insn->imm == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
18631                      insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)) {
18632                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
18633                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux))
18634                                 goto patch_call_imm;
18635
18636                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
18637                         ops = map_ptr->ops;
18638                         if (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
18639                             ops->map_gen_lookup) {
18640                                 cnt = ops->map_gen_lookup(map_ptr, insn_buf);
18641                                 if (cnt == -EOPNOTSUPP)
18642                                         goto patch_map_ops_generic;
18643                                 if (cnt <= 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
18644                                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18645                                         return -EINVAL;
18646                                 }
18647
18648                                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta,
18649                                                                insn_buf, cnt);
18650                                 if (!new_prog)
18651                                         return -ENOMEM;
18652
18653                                 delta    += cnt - 1;
18654                                 env->prog = prog = new_prog;
18655                                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18656                                 continue;
18657                         }
18658
18659                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_elem,
18660                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
18661                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_delete_elem,
18662                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
18663                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_update_elem,
18664                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
18665                                               u64 flags))NULL));
18666                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_push_elem,
18667                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value,
18668                                               u64 flags))NULL));
18669                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_pop_elem,
18670                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
18671                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_peek_elem,
18672                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
18673                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_redirect,
18674                                      (long (*)(struct bpf_map *map, u64 index, u64 flags))NULL));
18675                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_for_each_callback,
18676                                      (long (*)(struct bpf_map *map,
18677                                               bpf_callback_t callback_fn,
18678                                               void *callback_ctx,
18679                                               u64 flags))NULL));
18680                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_percpu_elem,
18681                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key, u32 cpu))NULL));
18682
18683 patch_map_ops_generic:
18684                         switch (insn->imm) {
18685                         case BPF_FUNC_map_lookup_elem:
18686                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_elem);
18687                                 continue;
18688                         case BPF_FUNC_map_update_elem:
18689                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_update_elem);
18690                                 continue;
18691                         case BPF_FUNC_map_delete_elem:
18692                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_delete_elem);
18693                                 continue;
18694                         case BPF_FUNC_map_push_elem:
18695                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_push_elem);
18696                                 continue;
18697                         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
18698                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_pop_elem);
18699                                 continue;
18700                         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
18701                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_peek_elem);
18702                                 continue;
18703                         case BPF_FUNC_redirect_map:
18704                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_redirect);
18705                                 continue;
18706                         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
18707                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_for_each_callback);
18708                                 continue;
18709                         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
18710                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_percpu_elem);
18711                                 continue;
18712                         }
18713
18714                         goto patch_call_imm;
18715                 }
18716
18717                 /* Implement bpf_jiffies64 inline. */
18718                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
18719                     insn->imm == BPF_FUNC_jiffies64) {
18720                         struct bpf_insn ld_jiffies_addr[2] = {
18721                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_0,
18722                                              (unsigned long)&jiffies),
18723                         };
18724
18725                         insn_buf[0] = ld_jiffies_addr[0];
18726                         insn_buf[1] = ld_jiffies_addr[1];
18727                         insn_buf[2] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0,
18728                                                   BPF_REG_0, 0);
18729                         cnt = 3;
18730
18731                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf,
18732                                                        cnt);
18733                         if (!new_prog)
18734                                 return -ENOMEM;
18735
18736                         delta    += cnt - 1;
18737                         env->prog = prog = new_prog;
18738                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18739                         continue;
18740                 }
18741
18742                 /* Implement bpf_get_func_arg inline. */
18743                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18744                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg) {
18745                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
18746                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
18747                         insn_buf[1] = BPF_JMP32_REG(BPF_JGE, BPF_REG_2, BPF_REG_0, 6);
18748                         insn_buf[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_2, 3);
18749                         insn_buf[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_2, BPF_REG_1);
18750                         insn_buf[4] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_2, 0);
18751                         insn_buf[5] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
18752                         insn_buf[6] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
18753                         insn_buf[7] = BPF_JMP_A(1);
18754                         insn_buf[8] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EINVAL);
18755                         cnt = 9;
18756
18757                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18758                         if (!new_prog)
18759                                 return -ENOMEM;
18760
18761                         delta    += cnt - 1;
18762                         env->prog = prog = new_prog;
18763                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18764                         continue;
18765                 }
18766
18767                 /* Implement bpf_get_func_ret inline. */
18768                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18769                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ret) {
18770                         if (eatype == BPF_TRACE_FEXIT ||
18771                             eatype == BPF_MODIFY_RETURN) {
18772                                 /* Load nr_args from ctx - 8 */
18773                                 insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
18774                                 insn_buf[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_0, 3);
18775                                 insn_buf[2] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_0, BPF_REG_1);
18776                                 insn_buf[3] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
18777                                 insn_buf[4] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_2, BPF_REG_3, 0);
18778                                 insn_buf[5] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
18779                                 cnt = 6;
18780                         } else {
18781                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EOPNOTSUPP);
18782                                 cnt = 1;
18783                         }
18784
18785                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18786                         if (!new_prog)
18787                                 return -ENOMEM;
18788
18789                         delta    += cnt - 1;
18790                         env->prog = prog = new_prog;
18791                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18792                         continue;
18793                 }
18794
18795                 /* Implement get_func_arg_cnt inline. */
18796                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18797                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg_cnt) {
18798                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
18799                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
18800
18801                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
18802                         if (!new_prog)
18803                                 return -ENOMEM;
18804
18805                         env->prog = prog = new_prog;
18806                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18807                         continue;
18808                 }
18809
18810                 /* Implement bpf_get_func_ip inline. */
18811                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18812                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ip) {
18813                         /* Load IP address from ctx - 16 */
18814                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -16);
18815
18816                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
18817                         if (!new_prog)
18818                                 return -ENOMEM;
18819
18820                         env->prog = prog = new_prog;
18821                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18822                         continue;
18823                 }
18824
18825 patch_call_imm:
18826                 fn = env->ops->get_func_proto(insn->imm, env->prog);
18827                 /* all functions that have prototype and verifier allowed
18828                  * programs to call them, must be real in-kernel functions
18829                  */
18830                 if (!fn->func) {
18831                         verbose(env,
18832                                 "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
18833                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
18834                         return -EFAULT;
18835                 }
18836                 insn->imm = fn->func - __bpf_call_base;
18837         }
18838
18839         /* Since poke tab is now finalized, publish aux to tracker. */
18840         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
18841                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
18842                 if (!map_ptr->ops->map_poke_track ||
18843                     !map_ptr->ops->map_poke_untrack ||
18844                     !map_ptr->ops->map_poke_run) {
18845                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18846                         return -EINVAL;
18847                 }
18848
18849                 ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, prog->aux);
18850                 if (ret < 0) {
18851                         verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
18852                         return ret;
18853                 }
18854         }
18855
18856         sort_kfunc_descs_by_imm_off(env->prog);
18857
18858         return 0;
18859 }
18860
18861 static struct bpf_prog *inline_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env,
18862                                         int position,
18863                                         s32 stack_base,
18864                                         u32 callback_subprogno,
18865                                         u32 *cnt)
18866 {
18867         s32 r6_offset = stack_base + 0 * BPF_REG_SIZE;
18868         s32 r7_offset = stack_base + 1 * BPF_REG_SIZE;
18869         s32 r8_offset = stack_base + 2 * BPF_REG_SIZE;
18870         int reg_loop_max = BPF_REG_6;
18871         int reg_loop_cnt = BPF_REG_7;
18872         int reg_loop_ctx = BPF_REG_8;
18873
18874         struct bpf_prog *new_prog;
18875         u32 callback_start;
18876         u32 call_insn_offset;
18877         s32 callback_offset;
18878
18879         /* This represents an inlined version of bpf_iter.c:bpf_loop,
18880          * be careful to modify this code in sync.
18881          */
18882         struct bpf_insn insn_buf[] = {
18883                 /* Return error and jump to the end of the patch if
18884                  * expected number of iterations is too big.
18885                  */
18886                 BPF_JMP_IMM(BPF_JLE, BPF_REG_1, BPF_MAX_LOOPS, 2),
18887                 BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_0, -E2BIG),
18888                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 16),
18889                 /* spill R6, R7, R8 to use these as loop vars */
18890                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_6, r6_offset),
18891                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_7, r7_offset),
18892                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_8, r8_offset),
18893                 /* initialize loop vars */
18894                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_max, BPF_REG_1),
18895                 BPF_MOV32_IMM(reg_loop_cnt, 0),
18896                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_ctx, BPF_REG_3),
18897                 /* loop header,
18898                  * if reg_loop_cnt >= reg_loop_max skip the loop body
18899                  */
18900                 BPF_JMP_REG(BPF_JGE, reg_loop_cnt, reg_loop_max, 5),
18901                 /* callback call,
18902                  * correct callback offset would be set after patching
18903                  */
18904                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, reg_loop_cnt),
18905                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, reg_loop_ctx),
18906                 BPF_CALL_REL(0),
18907                 /* increment loop counter */
18908                 BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, reg_loop_cnt, 1),
18909                 /* jump to loop header if callback returned 0 */
18910                 BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, BPF_REG_0, 0, -6),
18911                 /* return value of bpf_loop,
18912                  * set R0 to the number of iterations
18913                  */
18914                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, reg_loop_cnt),
18915                 /* restore original values of R6, R7, R8 */
18916                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_6, BPF_REG_10, r6_offset),
18917                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_7, BPF_REG_10, r7_offset),
18918                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_8, BPF_REG_10, r8_offset),
18919         };
18920
18921         *cnt = ARRAY_SIZE(insn_buf);
18922         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, position, insn_buf, *cnt);
18923         if (!new_prog)
18924                 return new_prog;
18925
18926         /* callback start is known only after patching */
18927         callback_start = env->subprog_info[callback_subprogno].start;
18928         /* Note: insn_buf[12] is an offset of BPF_CALL_REL instruction */
18929         call_insn_offset = position + 12;
18930         callback_offset = callback_start - call_insn_offset - 1;
18931         new_prog->insnsi[call_insn_offset].imm = callback_offset;
18932
18933         return new_prog;
18934 }
18935
18936 static bool is_bpf_loop_call(struct bpf_insn *insn)
18937 {
18938         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
18939                 insn->src_reg == 0 &&
18940                 insn->imm == BPF_FUNC_loop;
18941 }
18942
18943 /* For all sub-programs in the program (including main) check
18944  * insn_aux_data to see if there are bpf_loop calls that require
18945  * inlining. If such calls are found the calls are replaced with a
18946  * sequence of instructions produced by `inline_bpf_loop` function and
18947  * subprog stack_depth is increased by the size of 3 registers.
18948  * This stack space is used to spill values of the R6, R7, R8.  These
18949  * registers are used to store the loop bound, counter and context
18950  * variables.
18951  */
18952 static int optimize_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env)
18953 {
18954         struct bpf_subprog_info *subprogs = env->subprog_info;
18955         int i, cur_subprog = 0, cnt, delta = 0;
18956         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
18957         int insn_cnt = env->prog->len;
18958         u16 stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
18959         u16 stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
18960         u16 stack_depth_extra = 0;
18961
18962         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
18963                 struct bpf_loop_inline_state *inline_state =
18964                         &env->insn_aux_data[i + delta].loop_inline_state;
18965
18966                 if (is_bpf_loop_call(insn) && inline_state->fit_for_inline) {
18967                         struct bpf_prog *new_prog;
18968
18969                         stack_depth_extra = BPF_REG_SIZE * 3 + stack_depth_roundup;
18970                         new_prog = inline_bpf_loop(env,
18971                                                    i + delta,
18972                                                    -(stack_depth + stack_depth_extra),
18973                                                    inline_state->callback_subprogno,
18974                                                    &cnt);
18975                         if (!new_prog)
18976                                 return -ENOMEM;
18977
18978                         delta     += cnt - 1;
18979                         env->prog  = new_prog;
18980                         insn       = new_prog->insnsi + i + delta;
18981                 }
18982
18983                 if (subprogs[cur_subprog + 1].start == i + delta + 1) {
18984                         subprogs[cur_subprog].stack_depth += stack_depth_extra;
18985                         cur_subprog++;
18986                         stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
18987                         stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
18988                         stack_depth_extra = 0;
18989                 }
18990         }
18991
18992         env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
18993
18994         return 0;
18995 }
18996
18997 static void free_states(struct bpf_verifier_env *env)
18998 {
18999         struct bpf_verifier_state_list *sl, *sln;
19000         int i;
19001
19002         sl = env->free_list;
19003         while (sl) {
19004                 sln = sl->next;
19005                 free_verifier_state(&sl->state, false);
19006                 kfree(sl);
19007                 sl = sln;
19008         }
19009         env->free_list = NULL;
19010
19011         if (!env->explored_states)
19012                 return;
19013
19014         for (i = 0; i < state_htab_size(env); i++) {
19015                 sl = env->explored_states[i];
19016
19017                 while (sl) {
19018                         sln = sl->next;
19019                         free_verifier_state(&sl->state, false);
19020                         kfree(sl);
19021                         sl = sln;
19022                 }
19023                 env->explored_states[i] = NULL;
19024         }
19025 }
19026
19027 static int do_check_common(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
19028 {
19029         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
19030         struct bpf_verifier_state *state;
19031         struct bpf_reg_state *regs;
19032         int ret, i;
19033
19034         env->prev_linfo = NULL;
19035         env->pass_cnt++;
19036
19037         state = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state), GFP_KERNEL);
19038         if (!state)
19039                 return -ENOMEM;
19040         state->curframe = 0;
19041         state->speculative = false;
19042         state->branches = 1;
19043         state->frame[0] = kzalloc(sizeof(struct bpf_func_state), GFP_KERNEL);
19044         if (!state->frame[0]) {
19045                 kfree(state);
19046                 return -ENOMEM;
19047         }
19048         env->cur_state = state;
19049         init_func_state(env, state->frame[0],
19050                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
19051                         0 /* frameno */,
19052                         subprog);
19053         state->first_insn_idx = env->subprog_info[subprog].start;
19054         state->last_insn_idx = -1;
19055
19056         regs = state->frame[state->curframe]->regs;
19057         if (subprog || env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
19058                 ret = btf_prepare_func_args(env, subprog, regs);
19059                 if (ret)
19060                         goto out;
19061                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
19062                         if (regs[i].type == PTR_TO_CTX)
19063                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
19064                         else if (regs[i].type == SCALAR_VALUE)
19065                                 mark_reg_unknown(env, regs, i);
19066                         else if (base_type(regs[i].type) == PTR_TO_MEM) {
19067                                 const u32 mem_size = regs[i].mem_size;
19068
19069                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
19070                                 regs[i].mem_size = mem_size;
19071                                 regs[i].id = ++env->id_gen;
19072                         }
19073                 }
19074         } else {
19075                 /* 1st arg to a function */
19076                 regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_CTX;
19077                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_1);
19078                 ret = btf_check_subprog_arg_match(env, subprog, regs);
19079                 if (ret == -EFAULT)
19080                         /* unlikely verifier bug. abort.
19081                          * ret == 0 and ret < 0 are sadly acceptable for
19082                          * main() function due to backward compatibility.
19083                          * Like socket filter program may be written as:
19084                          * int bpf_prog(struct pt_regs *ctx)
19085                          * and never dereference that ctx in the program.
19086                          * 'struct pt_regs' is a type mismatch for socket
19087                          * filter that should be using 'struct __sk_buff'.
19088                          */
19089                         goto out;
19090         }
19091
19092         ret = do_check(env);
19093 out:
19094         /* check for NULL is necessary, since cur_state can be freed inside
19095          * do_check() under memory pressure.
19096          */
19097         if (env->cur_state) {
19098                 free_verifier_state(env->cur_state, true);
19099                 env->cur_state = NULL;
19100         }
19101         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
19102         if (!ret && pop_log)
19103                 bpf_vlog_reset(&env->log, 0);
19104         free_states(env);
19105         return ret;
19106 }
19107
19108 /* Verify all global functions in a BPF program one by one based on their BTF.
19109  * All global functions must pass verification. Otherwise the whole program is rejected.
19110  * Consider:
19111  * int bar(int);
19112  * int foo(int f)
19113  * {
19114  *    return bar(f);
19115  * }
19116  * int bar(int b)
19117  * {
19118  *    ...
19119  * }
19120  * foo() will be verified first for R1=any_scalar_value. During verification it
19121  * will be assumed that bar() already verified successfully and call to bar()
19122  * from foo() will be checked for type match only. Later bar() will be verified
19123  * independently to check that it's safe for R1=any_scalar_value.
19124  */
19125 static int do_check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
19126 {
19127         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
19128         int i, ret;
19129
19130         if (!aux->func_info)
19131                 return 0;
19132
19133         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
19134                 if (aux->func_info_aux[i].linkage != BTF_FUNC_GLOBAL)
19135                         continue;
19136                 env->insn_idx = env->subprog_info[i].start;
19137                 WARN_ON_ONCE(env->insn_idx == 0);
19138                 ret = do_check_common(env, i);
19139                 if (ret) {
19140                         return ret;
19141                 } else if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
19142                         verbose(env,
19143                                 "Func#%d is safe for any args that match its prototype\n",
19144                                 i);
19145                 }
19146         }
19147         return 0;
19148 }
19149
19150 static int do_check_main(struct bpf_verifier_env *env)
19151 {
19152         int ret;
19153
19154         env->insn_idx = 0;
19155         ret = do_check_common(env, 0);
19156         if (!ret)
19157                 env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
19158         return ret;
19159 }
19160
19161
19162 static void print_verification_stats(struct bpf_verifier_env *env)
19163 {
19164         int i;
19165
19166         if (env->log.level & BPF_LOG_STATS) {
19167                 verbose(env, "verification time %lld usec\n",
19168                         div_u64(env->verification_time, 1000));
19169                 verbose(env, "stack depth ");
19170                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
19171                         u32 depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
19172
19173                         verbose(env, "%d", depth);
19174                         if (i + 1 < env->subprog_cnt)
19175                                 verbose(env, "+");
19176                 }
19177                 verbose(env, "\n");
19178         }
19179         verbose(env, "processed %d insns (limit %d) max_states_per_insn %d "
19180                 "total_states %d peak_states %d mark_read %d\n",
19181                 env->insn_processed, BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS,
19182                 env->max_states_per_insn, env->total_states,
19183                 env->peak_states, env->longest_mark_read_walk);
19184 }
19185
19186 static int check_struct_ops_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
19187 {
19188         const struct btf_type *t, *func_proto;
19189         const struct bpf_struct_ops *st_ops;
19190         const struct btf_member *member;
19191         struct bpf_prog *prog = env->prog;
19192         u32 btf_id, member_idx;
19193         const char *mname;
19194
19195         if (!prog->gpl_compatible) {
19196                 verbose(env, "struct ops programs must have a GPL compatible license\n");
19197                 return -EINVAL;
19198         }
19199
19200         btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
19201         st_ops = bpf_struct_ops_find(btf_id);
19202         if (!st_ops) {
19203                 verbose(env, "attach_btf_id %u is not a supported struct\n",
19204                         btf_id);
19205                 return -ENOTSUPP;
19206         }
19207
19208         t = st_ops->type;
19209         member_idx = prog->expected_attach_type;
19210         if (member_idx >= btf_type_vlen(t)) {
19211                 verbose(env, "attach to invalid member idx %u of struct %s\n",
19212                         member_idx, st_ops->name);
19213                 return -EINVAL;
19214         }
19215
19216         member = &btf_type_member(t)[member_idx];
19217         mname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, member->name_off);
19218         func_proto = btf_type_resolve_func_ptr(btf_vmlinux, member->type,
19219                                                NULL);
19220         if (!func_proto) {
19221                 verbose(env, "attach to invalid member %s(@idx %u) of struct %s\n",
19222                         mname, member_idx, st_ops->name);
19223                 return -EINVAL;
19224         }
19225
19226         if (st_ops->check_member) {
19227                 int err = st_ops->check_member(t, member, prog);
19228
19229                 if (err) {
19230                         verbose(env, "attach to unsupported member %s of struct %s\n",
19231                                 mname, st_ops->name);
19232                         return err;
19233                 }
19234         }
19235
19236         prog->aux->attach_func_proto = func_proto;
19237         prog->aux->attach_func_name = mname;
19238         env->ops = st_ops->verifier_ops;
19239
19240         return 0;
19241 }
19242 #define SECURITY_PREFIX "security_"
19243
19244 static int check_attach_modify_return(unsigned long addr, const char *func_name)
19245 {
19246         if (within_error_injection_list(addr) ||
19247             !strncmp(SECURITY_PREFIX, func_name, sizeof(SECURITY_PREFIX) - 1))
19248                 return 0;
19249
19250         return -EINVAL;
19251 }
19252
19253 /* list of non-sleepable functions that are otherwise on
19254  * ALLOW_ERROR_INJECTION list
19255  */
19256 BTF_SET_START(btf_non_sleepable_error_inject)
19257 /* Three functions below can be called from sleepable and non-sleepable context.
19258  * Assume non-sleepable from bpf safety point of view.
19259  */
19260 BTF_ID(func, __filemap_add_folio)
19261 BTF_ID(func, should_fail_alloc_page)
19262 BTF_ID(func, should_failslab)
19263 BTF_SET_END(btf_non_sleepable_error_inject)
19264
19265 static int check_non_sleepable_error_inject(u32 btf_id)
19266 {
19267         return btf_id_set_contains(&btf_non_sleepable_error_inject, btf_id);
19268 }
19269
19270 int bpf_check_attach_target(struct bpf_verifier_log *log,
19271                             const struct bpf_prog *prog,
19272                             const struct bpf_prog *tgt_prog,
19273                             u32 btf_id,
19274                             struct bpf_attach_target_info *tgt_info)
19275 {
19276         bool prog_extension = prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT;
19277         const char prefix[] = "btf_trace_";
19278         int ret = 0, subprog = -1, i;
19279         const struct btf_type *t;
19280         bool conservative = true;
19281         const char *tname;
19282         struct btf *btf;
19283         long addr = 0;
19284         struct module *mod = NULL;
19285
19286         if (!btf_id) {
19287                 bpf_log(log, "Tracing programs must provide btf_id\n");
19288                 return -EINVAL;
19289         }
19290         btf = tgt_prog ? tgt_prog->aux->btf : prog->aux->attach_btf;
19291         if (!btf) {
19292                 bpf_log(log,
19293                         "FENTRY/FEXIT program can only be attached to another program annotated with BTF\n");
19294                 return -EINVAL;
19295         }
19296         t = btf_type_by_id(btf, btf_id);
19297         if (!t) {
19298                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u is invalid\n", btf_id);
19299                 return -EINVAL;
19300         }
19301         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
19302         if (!tname) {
19303                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u doesn't have a name\n", btf_id);
19304                 return -EINVAL;
19305         }
19306         if (tgt_prog) {
19307                 struct bpf_prog_aux *aux = tgt_prog->aux;
19308
19309                 if (bpf_prog_is_dev_bound(prog->aux) &&
19310                     !bpf_prog_dev_bound_match(prog, tgt_prog)) {
19311                         bpf_log(log, "Target program bound device mismatch");
19312                         return -EINVAL;
19313                 }
19314
19315                 for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++)
19316                         if (aux->func_info[i].type_id == btf_id) {
19317                                 subprog = i;
19318                                 break;
19319                         }
19320                 if (subprog == -1) {
19321                         bpf_log(log, "Subprog %s doesn't exist\n", tname);
19322                         return -EINVAL;
19323                 }
19324                 conservative = aux->func_info_aux[subprog].unreliable;
19325                 if (prog_extension) {
19326                         if (conservative) {
19327                                 bpf_log(log,
19328                                         "Cannot replace static functions\n");
19329                                 return -EINVAL;
19330                         }
19331                         if (!prog->jit_requested) {
19332                                 bpf_log(log,
19333                                         "Extension programs should be JITed\n");
19334                                 return -EINVAL;
19335                         }
19336                 }
19337                 if (!tgt_prog->jited) {
19338                         bpf_log(log, "Can attach to only JITed progs\n");
19339                         return -EINVAL;
19340                 }
19341                 if (tgt_prog->type == prog->type) {
19342                         /* Cannot fentry/fexit another fentry/fexit program.
19343                          * Cannot attach program extension to another extension.
19344                          * It's ok to attach fentry/fexit to extension program.
19345                          */
19346                         bpf_log(log, "Cannot recursively attach\n");
19347                         return -EINVAL;
19348                 }
19349                 if (tgt_prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19350                     prog_extension &&
19351                     (tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FENTRY ||
19352                      tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FEXIT)) {
19353                         /* Program extensions can extend all program types
19354                          * except fentry/fexit. The reason is the following.
19355                          * The fentry/fexit programs are used for performance
19356                          * analysis, stats and can be attached to any program
19357                          * type except themselves. When extension program is
19358                          * replacing XDP function it is necessary to allow
19359                          * performance analysis of all functions. Both original
19360                          * XDP program and its program extension. Hence
19361                          * attaching fentry/fexit to BPF_PROG_TYPE_EXT is
19362                          * allowed. If extending of fentry/fexit was allowed it
19363                          * would be possible to create long call chain
19364                          * fentry->extension->fentry->extension beyond
19365                          * reasonable stack size. Hence extending fentry is not
19366                          * allowed.
19367                          */
19368                         bpf_log(log, "Cannot extend fentry/fexit\n");
19369                         return -EINVAL;
19370                 }
19371         } else {
19372                 if (prog_extension) {
19373                         bpf_log(log, "Cannot replace kernel functions\n");
19374                         return -EINVAL;
19375                 }
19376         }
19377
19378         switch (prog->expected_attach_type) {
19379         case BPF_TRACE_RAW_TP:
19380                 if (tgt_prog) {
19381                         bpf_log(log,
19382                                 "Only FENTRY/FEXIT progs are attachable to another BPF prog\n");
19383                         return -EINVAL;
19384                 }
19385                 if (!btf_type_is_typedef(t)) {
19386                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a typedef\n",
19387                                 btf_id);
19388                         return -EINVAL;
19389                 }
19390                 if (strncmp(prefix, tname, sizeof(prefix) - 1)) {
19391                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u points to wrong type name %s\n",
19392                                 btf_id, tname);
19393                         return -EINVAL;
19394                 }
19395                 tname += sizeof(prefix) - 1;
19396                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19397                 if (!btf_type_is_ptr(t))
19398                         /* should never happen in valid vmlinux build */
19399                         return -EINVAL;
19400                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19401                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
19402                         /* should never happen in valid vmlinux build */
19403                         return -EINVAL;
19404
19405                 break;
19406         case BPF_TRACE_ITER:
19407                 if (!btf_type_is_func(t)) {
19408                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
19409                                 btf_id);
19410                         return -EINVAL;
19411                 }
19412                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19413                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
19414                         return -EINVAL;
19415                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
19416                 if (ret)
19417                         return ret;
19418                 break;
19419         default:
19420                 if (!prog_extension)
19421                         return -EINVAL;
19422                 fallthrough;
19423         case BPF_MODIFY_RETURN:
19424         case BPF_LSM_MAC:
19425         case BPF_LSM_CGROUP:
19426         case BPF_TRACE_FENTRY:
19427         case BPF_TRACE_FEXIT:
19428                 if (!btf_type_is_func(t)) {
19429                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
19430                                 btf_id);
19431                         return -EINVAL;
19432                 }
19433                 if (prog_extension &&
19434                     btf_check_type_match(log, prog, btf, t))
19435                         return -EINVAL;
19436                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19437                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
19438                         return -EINVAL;
19439
19440                 if ((prog->aux->saved_dst_prog_type || prog->aux->saved_dst_attach_type) &&
19441                     (!tgt_prog || prog->aux->saved_dst_prog_type != tgt_prog->type ||
19442                      prog->aux->saved_dst_attach_type != tgt_prog->expected_attach_type))
19443                         return -EINVAL;
19444
19445                 if (tgt_prog && conservative)
19446                         t = NULL;
19447
19448                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
19449                 if (ret < 0)
19450                         return ret;
19451
19452                 if (tgt_prog) {
19453                         if (subprog == 0)
19454                                 addr = (long) tgt_prog->bpf_func;
19455                         else
19456                                 addr = (long) tgt_prog->aux->func[subprog]->bpf_func;
19457                 } else {
19458                         if (btf_is_module(btf)) {
19459                                 mod = btf_try_get_module(btf);
19460                                 if (mod)
19461                                         addr = find_kallsyms_symbol_value(mod, tname);
19462                                 else
19463                                         addr = 0;
19464                         } else {
19465                                 addr = kallsyms_lookup_name(tname);
19466                         }
19467                         if (!addr) {
19468                                 module_put(mod);
19469                                 bpf_log(log,
19470                                         "The address of function %s cannot be found\n",
19471                                         tname);
19472                                 return -ENOENT;
19473                         }
19474                 }
19475
19476                 if (prog->aux->sleepable) {
19477                         ret = -EINVAL;
19478                         switch (prog->type) {
19479                         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
19480
19481                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can be sleepable if they are
19482                                  * attached to ALLOW_ERROR_INJECTION and are not in denylist.
19483                                  */
19484                                 if (!check_non_sleepable_error_inject(btf_id) &&
19485                                     within_error_injection_list(addr))
19486                                         ret = 0;
19487                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can also be sleepable if they are
19488                                  * in the fmodret id set with the KF_SLEEPABLE flag.
19489                                  */
19490                                 else {
19491                                         u32 *flags = btf_kfunc_is_modify_return(btf, btf_id,
19492                                                                                 prog);
19493
19494                                         if (flags && (*flags & KF_SLEEPABLE))
19495                                                 ret = 0;
19496                                 }
19497                                 break;
19498                         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
19499                                 /* LSM progs check that they are attached to bpf_lsm_*() funcs.
19500                                  * Only some of them are sleepable.
19501                                  */
19502                                 if (bpf_lsm_is_sleepable_hook(btf_id))
19503                                         ret = 0;
19504                                 break;
19505                         default:
19506                                 break;
19507                         }
19508                         if (ret) {
19509                                 module_put(mod);
19510                                 bpf_log(log, "%s is not sleepable\n", tname);
19511                                 return ret;
19512                         }
19513                 } else if (prog->expected_attach_type == BPF_MODIFY_RETURN) {
19514                         if (tgt_prog) {
19515                                 module_put(mod);
19516                                 bpf_log(log, "can't modify return codes of BPF programs\n");
19517                                 return -EINVAL;
19518                         }
19519                         ret = -EINVAL;
19520                         if (btf_kfunc_is_modify_return(btf, btf_id, prog) ||
19521                             !check_attach_modify_return(addr, tname))
19522                                 ret = 0;
19523                         if (ret) {
19524                                 module_put(mod);
19525                                 bpf_log(log, "%s() is not modifiable\n", tname);
19526                                 return ret;
19527                         }
19528                 }
19529
19530                 break;
19531         }
19532         tgt_info->tgt_addr = addr;
19533         tgt_info->tgt_name = tname;
19534         tgt_info->tgt_type = t;
19535         tgt_info->tgt_mod = mod;
19536         return 0;
19537 }
19538
19539 BTF_SET_START(btf_id_deny)
19540 BTF_ID_UNUSED
19541 #ifdef CONFIG_SMP
19542 BTF_ID(func, migrate_disable)
19543 BTF_ID(func, migrate_enable)
19544 #endif
19545 #if !defined CONFIG_PREEMPT_RCU && !defined CONFIG_TINY_RCU
19546 BTF_ID(func, rcu_read_unlock_strict)
19547 #endif
19548 #if defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE)
19549 BTF_ID(func, preempt_count_add)
19550 BTF_ID(func, preempt_count_sub)
19551 #endif
19552 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
19553 BTF_ID(func, __rcu_read_lock)
19554 BTF_ID(func, __rcu_read_unlock)
19555 #endif
19556 BTF_SET_END(btf_id_deny)
19557
19558 static bool can_be_sleepable(struct bpf_prog *prog)
19559 {
19560         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
19561                 switch (prog->expected_attach_type) {
19562                 case BPF_TRACE_FENTRY:
19563                 case BPF_TRACE_FEXIT:
19564                 case BPF_MODIFY_RETURN:
19565                 case BPF_TRACE_ITER:
19566                         return true;
19567                 default:
19568                         return false;
19569                 }
19570         }
19571         return prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM ||
19572                prog->type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE /* only for uprobes */ ||
19573                prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS;
19574 }
19575
19576 static int check_attach_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
19577 {
19578         struct bpf_prog *prog = env->prog;
19579         struct bpf_prog *tgt_prog = prog->aux->dst_prog;
19580         struct bpf_attach_target_info tgt_info = {};
19581         u32 btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
19582         struct bpf_trampoline *tr;
19583         int ret;
19584         u64 key;
19585
19586         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_SYSCALL) {
19587                 if (prog->aux->sleepable)
19588                         /* attach_btf_id checked to be zero already */
19589                         return 0;
19590                 verbose(env, "Syscall programs can only be sleepable\n");
19591                 return -EINVAL;
19592         }
19593
19594         if (prog->aux->sleepable && !can_be_sleepable(prog)) {
19595                 verbose(env, "Only fentry/fexit/fmod_ret, lsm, iter, uprobe, and struct_ops programs can be sleepable\n");
19596                 return -EINVAL;
19597         }
19598
19599         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS)
19600                 return check_struct_ops_btf_id(env);
19601
19602         if (prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19603             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM &&
19604             prog->type != BPF_PROG_TYPE_EXT)
19605                 return 0;
19606
19607         ret = bpf_check_attach_target(&env->log, prog, tgt_prog, btf_id, &tgt_info);
19608         if (ret)
19609                 return ret;
19610
19611         if (tgt_prog && prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
19612                 /* to make freplace equivalent to their targets, they need to
19613                  * inherit env->ops and expected_attach_type for the rest of the
19614                  * verification
19615                  */
19616                 env->ops = bpf_verifier_ops[tgt_prog->type];
19617                 prog->expected_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
19618         }
19619
19620         /* store info about the attachment target that will be used later */
19621         prog->aux->attach_func_proto = tgt_info.tgt_type;
19622         prog->aux->attach_func_name = tgt_info.tgt_name;
19623         prog->aux->mod = tgt_info.tgt_mod;
19624
19625         if (tgt_prog) {
19626                 prog->aux->saved_dst_prog_type = tgt_prog->type;
19627                 prog->aux->saved_dst_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
19628         }
19629
19630         if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_RAW_TP) {
19631                 prog->aux->attach_btf_trace = true;
19632                 return 0;
19633         } else if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_ITER) {
19634                 if (!bpf_iter_prog_supported(prog))
19635                         return -EINVAL;
19636                 return 0;
19637         }
19638
19639         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM) {
19640                 ret = bpf_lsm_verify_prog(&env->log, prog);
19641                 if (ret < 0)
19642                         return ret;
19643         } else if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19644                    btf_id_set_contains(&btf_id_deny, btf_id)) {
19645                 return -EINVAL;
19646         }
19647
19648         key = bpf_trampoline_compute_key(tgt_prog, prog->aux->attach_btf, btf_id);
19649         tr = bpf_trampoline_get(key, &tgt_info);
19650         if (!tr)
19651                 return -ENOMEM;
19652
19653         if (tgt_prog && tgt_prog->aux->tail_call_reachable)
19654                 tr->flags = BPF_TRAMP_F_TAIL_CALL_CTX;
19655
19656         prog->aux->dst_trampoline = tr;
19657         return 0;
19658 }
19659
19660 struct btf *bpf_get_btf_vmlinux(void)
19661 {
19662         if (!btf_vmlinux && IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_INFO_BTF)) {
19663                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
19664                 if (!btf_vmlinux)
19665                         btf_vmlinux = btf_parse_vmlinux();
19666                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
19667         }
19668         return btf_vmlinux;
19669 }
19670
19671 int bpf_check(struct bpf_prog **prog, union bpf_attr *attr, bpfptr_t uattr, __u32 uattr_size)
19672 {
19673         u64 start_time = ktime_get_ns();
19674         struct bpf_verifier_env *env;
19675         int i, len, ret = -EINVAL, err;
19676         u32 log_true_size;
19677         bool is_priv;
19678
19679         /* no program is valid */
19680         if (ARRAY_SIZE(bpf_verifier_ops) == 0)
19681                 return -EINVAL;
19682
19683         /* 'struct bpf_verifier_env' can be global, but since it's not small,
19684          * allocate/free it every time bpf_check() is called
19685          */
19686         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
19687         if (!env)
19688                 return -ENOMEM;
19689
19690         env->bt.env = env;
19691
19692         len = (*prog)->len;
19693         env->insn_aux_data =
19694                 vzalloc(array_size(sizeof(struct bpf_insn_aux_data), len));
19695         ret = -ENOMEM;
19696         if (!env->insn_aux_data)
19697                 goto err_free_env;
19698         for (i = 0; i < len; i++)
19699                 env->insn_aux_data[i].orig_idx = i;
19700         env->prog = *prog;
19701         env->ops = bpf_verifier_ops[env->prog->type];
19702         env->fd_array = make_bpfptr(attr->fd_array, uattr.is_kernel);
19703         is_priv = bpf_capable();
19704
19705         bpf_get_btf_vmlinux();
19706
19707         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
19708         if (!is_priv)
19709                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
19710
19711         /* user could have requested verbose verifier output
19712          * and supplied buffer to store the verification trace
19713          */
19714         ret = bpf_vlog_init(&env->log, attr->log_level,
19715                             (char __user *) (unsigned long) attr->log_buf,
19716                             attr->log_size);
19717         if (ret)
19718                 goto err_unlock;
19719
19720         mark_verifier_state_clean(env);
19721
19722         if (IS_ERR(btf_vmlinux)) {
19723                 /* Either gcc or pahole or kernel are broken. */
19724                 verbose(env, "in-kernel BTF is malformed\n");
19725                 ret = PTR_ERR(btf_vmlinux);
19726                 goto skip_full_check;
19727         }
19728
19729         env->strict_alignment = !!(attr->prog_flags & BPF_F_STRICT_ALIGNMENT);
19730         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS))
19731                 env->strict_alignment = true;
19732         if (attr->prog_flags & BPF_F_ANY_ALIGNMENT)
19733                 env->strict_alignment = false;
19734
19735         env->allow_ptr_leaks = bpf_allow_ptr_leaks();
19736         env->allow_uninit_stack = bpf_allow_uninit_stack();
19737         env->bypass_spec_v1 = bpf_bypass_spec_v1();
19738         env->bypass_spec_v4 = bpf_bypass_spec_v4();
19739         env->bpf_capable = bpf_capable();
19740
19741         if (is_priv)
19742                 env->test_state_freq = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_STATE_FREQ;
19743
19744         env->explored_states = kvcalloc(state_htab_size(env),
19745                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
19746                                        GFP_USER);
19747         ret = -ENOMEM;
19748         if (!env->explored_states)
19749                 goto skip_full_check;
19750
19751         ret = add_subprog_and_kfunc(env);
19752         if (ret < 0)
19753                 goto skip_full_check;
19754
19755         ret = check_subprogs(env);
19756         if (ret < 0)
19757                 goto skip_full_check;
19758
19759         ret = check_btf_info(env, attr, uattr);
19760         if (ret < 0)
19761                 goto skip_full_check;
19762
19763         ret = check_attach_btf_id(env);
19764         if (ret)
19765                 goto skip_full_check;
19766
19767         ret = resolve_pseudo_ldimm64(env);
19768         if (ret < 0)
19769                 goto skip_full_check;
19770
19771         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
19772                 ret = bpf_prog_offload_verifier_prep(env->prog);
19773                 if (ret)
19774                         goto skip_full_check;
19775         }
19776
19777         ret = check_cfg(env);
19778         if (ret < 0)
19779                 goto skip_full_check;
19780
19781         ret = do_check_subprogs(env);
19782         ret = ret ?: do_check_main(env);
19783
19784         if (ret == 0 && bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
19785                 ret = bpf_prog_offload_finalize(env);
19786
19787 skip_full_check:
19788         kvfree(env->explored_states);
19789
19790         if (ret == 0)
19791                 ret = check_max_stack_depth(env);
19792
19793         /* instruction rewrites happen after this point */
19794         if (ret == 0)
19795                 ret = optimize_bpf_loop(env);
19796
19797         if (is_priv) {
19798                 if (ret == 0)
19799                         opt_hard_wire_dead_code_branches(env);
19800                 if (ret == 0)
19801                         ret = opt_remove_dead_code(env);
19802                 if (ret == 0)
19803                         ret = opt_remove_nops(env);
19804         } else {
19805                 if (ret == 0)
19806                         sanitize_dead_code(env);
19807         }
19808
19809         if (ret == 0)
19810                 /* program is valid, convert *(u32*)(ctx + off) accesses */
19811                 ret = convert_ctx_accesses(env);
19812
19813         if (ret == 0)
19814                 ret = do_misc_fixups(env);
19815
19816         /* do 32-bit optimization after insn patching has done so those patched
19817          * insns could be handled correctly.
19818          */
19819         if (ret == 0 && !bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
19820                 ret = opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(env, attr);
19821                 env->prog->aux->verifier_zext = bpf_jit_needs_zext() ? !ret
19822                                                                      : false;
19823         }
19824
19825         if (ret == 0)
19826                 ret = fixup_call_args(env);
19827
19828         env->verification_time = ktime_get_ns() - start_time;
19829         print_verification_stats(env);
19830         env->prog->aux->verified_insns = env->insn_processed;
19831
19832         /* preserve original error even if log finalization is successful */
19833         err = bpf_vlog_finalize(&env->log, &log_true_size);
19834         if (err)
19835                 ret = err;
19836
19837         if (uattr_size >= offsetofend(union bpf_attr, log_true_size) &&
19838             copy_to_bpfptr_offset(uattr, offsetof(union bpf_attr, log_true_size),
19839                                   &log_true_size, sizeof(log_true_size))) {
19840                 ret = -EFAULT;
19841                 goto err_release_maps;
19842         }
19843
19844         if (ret)
19845                 goto err_release_maps;
19846
19847         if (env->used_map_cnt) {
19848                 /* if program passed verifier, update used_maps in bpf_prog_info */
19849                 env->prog->aux->used_maps = kmalloc_array(env->used_map_cnt,
19850                                                           sizeof(env->used_maps[0]),
19851                                                           GFP_KERNEL);
19852
19853                 if (!env->prog->aux->used_maps) {
19854                         ret = -ENOMEM;
19855                         goto err_release_maps;
19856                 }
19857
19858                 memcpy(env->prog->aux->used_maps, env->used_maps,
19859                        sizeof(env->used_maps[0]) * env->used_map_cnt);
19860                 env->prog->aux->used_map_cnt = env->used_map_cnt;
19861         }
19862         if (env->used_btf_cnt) {
19863                 /* if program passed verifier, update used_btfs in bpf_prog_aux */
19864                 env->prog->aux->used_btfs = kmalloc_array(env->used_btf_cnt,
19865                                                           sizeof(env->used_btfs[0]),
19866                                                           GFP_KERNEL);
19867                 if (!env->prog->aux->used_btfs) {
19868                         ret = -ENOMEM;
19869                         goto err_release_maps;
19870                 }
19871
19872                 memcpy(env->prog->aux->used_btfs, env->used_btfs,
19873                        sizeof(env->used_btfs[0]) * env->used_btf_cnt);
19874                 env->prog->aux->used_btf_cnt = env->used_btf_cnt;
19875         }
19876         if (env->used_map_cnt || env->used_btf_cnt) {
19877                 /* program is valid. Convert pseudo bpf_ld_imm64 into generic
19878                  * bpf_ld_imm64 instructions
19879                  */
19880                 convert_pseudo_ld_imm64(env);
19881         }
19882
19883         adjust_btf_func(env);
19884
19885 err_release_maps:
19886         if (!env->prog->aux->used_maps)
19887                 /* if we didn't copy map pointers into bpf_prog_info, release
19888                  * them now. Otherwise free_used_maps() will release them.
19889                  */
19890                 release_maps(env);
19891         if (!env->prog->aux->used_btfs)
19892                 release_btfs(env);
19893
19894         /* extension progs temporarily inherit the attach_type of their targets
19895            for verification purposes, so set it back to zero before returning
19896          */
19897         if (env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT)
19898                 env->prog->expected_attach_type = 0;
19899
19900         *prog = env->prog;
19901 err_unlock:
19902         if (!is_priv)
19903                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
19904         vfree(env->insn_aux_data);
19905 err_free_env:
19906         kfree(env);
19907         return ret;
19908 }